[实用新型]一种具有高反射电极的LED芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED芯片技术领域，特别是一种具有高反射电极的LED芯片及其制备方法。 

背景技术

LED是将具有直接带隙的半导体材料制成的pn二极管，在热平衡下，大量的电子能量不足以从价带跃迁到导带。若施加一个顺向偏压，则电子会从价带跃迁到导带上，并同时在价带上形成相应的空位。在适当的条件下，电子和空穴在pn结区域结合，电子的能量以光的形式发出，电源的注入使电子和空穴不断补充到n型半导体和p型半导体，使发光过程持续进行。一颗传统的蓝绿光LED芯片结构如图1所示，其可分为n型氮化镓11、多量子阱发光区12、p型氮化镓13、粘附性电流阻挡层14、透明导电层15、p型电极16、绝缘保护层17，电极结构是在p型氮化镓和n型氮化镓上镀上Au或Cr、Au。该台面结构就不可避免地使电流横向扩展，由于p型氮化镓导电性较差，采用这种电极结构会使电流集中在电极下方区域，产生电流拥堵效应，导致局部温度过高以及发光区域集中在电极下方区域，由于金属透光性差吸收光，大量的光被遮挡无法萃取而转化为热，最终结果就是降低了LED的发光效率和使用寿命。 

为了解决电流拥堵效应，现有技术广泛使用粘附性差的SiO₂作为电流阻挡层，利用电流阻挡层绝缘特性，促使电流向透明导电层扩散，经过透明导电层后，电流均匀注入到p型半导体层中。但是电流阻挡层并不能解决金属电极遮光吸光问题，而且金属电极与SiO₂粘附性较差，容易出现电极掉落情况，因此该技术仍需改进。 

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种具有高反射电极的LED芯片及其制备方法。 

本实用新型的技术方案为：一种具有高反射电极的LED芯片，包括生长在衬底上的n型半导体层、多量子阱有源区和p型半导体层，n型半导体层制作有n型电极，p型半导体层上制作p型电极，其特征在于：所述的p型电极包括依次制作在p型半导体层上的透明导电层、粘附性电流阻挡层、金属反光层、金属粘附层、金属接触层和绝缘保护层。 

所述的绝缘保护层包覆在透明导电层、粘附性电流阻挡层、金属反光层、金属粘附层、金属接触层外侧，且绝缘保护层经蚀刻暴露出部分金属接触层。 

所述透明导电层是ITO或ZnO制成的透明导电层；所述粘附性电流阻挡层是Al₂O₃制成的粘附性电流阻挡层；所述金属反光层为Al或Ag制成的金属反光层；所述金属粘附层为Ti、Cr、Pt、Ni中的一种材料制成的金属粘附层；所述金属接触层为Au制成的金属接触层；所述绝缘保护层为SiO₂、Al₂O₃、SiON中的一种材料制成的绝缘保护层。 

一种具有高反射电极的LED芯片的制备方法，包括：（1）在衬底上依次生长n型半导体层、多量子阱有源区和p型半导体层；（2）在所述p型半导体层部分区域进行蚀刻，蚀刻p型半导体层和多量子阱有源区，暴露n型半导体层；（3）在暴露的n型半导体层上制作n型电极，在未蚀刻的p型半导体层上制作p型电极，其特征在于：所述步骤（3）中，p型电极的制作方法包含如下步骤： 

S1 在所述的p型半导体层上制作透明导电层；

S2在所述的透明导电层上镀上粘附性电流阻挡层；

S3在所述的电流阻挡层上镀上金属反光层；

S4对所述的金属反光层上镀上金属粘附层；

S5在所述的金属粘附层上镀上金属接触层；

S6在所述的芯片表面蒸镀绝缘保护层；

S7对所述的绝缘保护层蚀刻，把金属接触层裸露出来。

所述步骤S2中，粘附性电流阻挡层是通过MOCVD制备而成，包括如下制作步骤： 

S01将芯片加工品放入LP-MOCVD设备的反应室中，此时腔体压力为10-25torr，石墨盘转速在500-1000 r/min之间，在N₂气氛下加热到400-700℃， 处理5-15分钟；

S02将Al源、氧源以1:（1-10）的摩尔比送入反应室中，同时改变腔体压力为15-45torr，开始生长Al₂O₃薄膜，生长速率为0.5nm/min—10nm/min，生长时间为10-100min；

S03生长过程结束后，将腔体压力提高到50-100torr，增加通入反应腔的N₂流量并进行吹扫，等待温度降低至常温后取出芯片加工品。