[发明专利]一种LED芯片及LED芯片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种光电性好、结构简单、成本低的LED芯片及制备方法。

背景技术

LED（LightEmittingDiode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。作为目前全球最受瞩目的新一代光源，LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。

由于LED芯片的电流积聚效应特别明显，即电流主要集中在电极正下方的发光层部分区域，横向扩展比较小，电流分布很不均匀，导致局部电流密度过大，热量过高，大大降低了芯片的使用效率和寿命。同时，在此区域电流密度最大，自然发光强度也最大，但此区域出射的光绝大部分会被正上方的不透光电极所遮挡，导致LED的出光效率降低。为了解决上述问题，行业内的普遍方法是在P型半导体层和P型电极之间直接镀上一层绝缘介质作电流阻挡层，如中国实用新型专利CN201410006643所揭示的一种LED芯片。这样虽然能够减少电极下方的电流比例，在一定程度上增加电流的扩散性，但也同时出现一些缺陷需要进行改善：1.由于电流阻挡层的阻挡作用，在电流阻挡层正下方的有源层未被充分利用；2.LED芯片有源层发出的光进入电极区域，易被电极所吸收，从而降低了出光效率。

对于上述提出的缺陷，设计者基本已放弃利用电流阻挡层正下方的有源层，在现有的技术中，针对第二个缺陷，设计者在电极结构中加入金属铝层，以提高电极的反射率，但是，在LED芯片的制程中，湿法蚀刻及干法蚀刻（ICP蚀刻）均需使用含氯的化学物质，电极结构中的铝一旦与氯离子接触就会发生化学反应，形成铝污染，电极易脱落进而造成产品的重工或报废。针对防止出现铝污染，最佳的措施是增加电极结构中金（Au）的厚度，利用金完全覆盖铝层。虽然解决了吸光和铝污染的问题，但在LED芯片制程中，金的成本占最主要的部分，增加金的厚度无疑大大增加了生产成本。

发明内容

本发明主要解决的问题是提供一种光电性好、结构简单、成本低的LED芯片。

为解决上述问题，本发明提供的一种LED芯片，包括：衬底、N型层、有源层、P型层、电流阻挡层、第一电流扩散层、第二电流扩散层、正电极、负电极，所述衬底上依次设有N型层、有源层、P型层，所述在部分P型层表面蚀刻至裸露出N型层，负电极设于该裸露的N型层上，并与N型层形成欧姆接触，所述第二电流扩散层设于P型层表面，电流阻挡层设于第二电流扩散层表面，所述第二电流扩散层在延伸面上相对于叠加设置在其上的电流阻挡层具有外露区域，第一电流扩散层设于电流阻挡层及P型层表面，并与外露于电流阻挡层的第二电流扩散层欧姆接触，所述正电极设于位于电流阻挡层表面的第一电流扩散层上，所述正电极、第一电流扩散层、第二电流扩散层、P型层之间的接触面均形成欧姆接触。

本发明的一种优选方案，所述第一电流扩散层、第二电流扩散层均为透光的导电材料，所述电流阻挡层为透光的绝缘材料。

本发明的另一种优选方案，所述第二电流扩散为ITO膜层、氧化锌膜层或石墨烯膜层。

本发明的另一种优选方案，所述第一电流扩散层、电流阻挡层、第二电流扩散层通过厚度和/或折射率构建出一反射膜系。

本发明的另一种优选方案，所述第二电流扩散层在周边上外露出电流阻挡层之外。

本发明的另一种优选方案，所述第二电流扩散层外露于电流阻挡层周边的宽度为2-5μm。

本发明的另一种优选方案，还包括一保护层，所述保护层包覆在P型层、第一电流扩散层、N型层、及P型层与N型层交界处的表面，且正电极、负电极暴露在该保护层外。

本发明的另一种优选方案，所述保护层为透光绝缘材料。

本发明还提供一种LED芯片的制备方法，包括如下步骤：

S1：在衬底在依次生长N型层、有源层、P型层；

S2：在部分P型层表面蚀刻至裸露出N型层；

S3：在P型层表面制备一第二电流扩散层；

S4：在该第二电流扩散层表面制备一电流阻挡层，且使所述第二电流扩散层在延伸面上相对于叠加设置在其上的电流阻挡层具有外露区域；

S5：在该电流阻挡层及P型层表面制备一第一电流扩散层，第一电流扩散层、第二电流扩散层、P型层之间的接触面形成欧姆接触；

S6：在第一电流扩散层与N型层表面分别制备正电极、负电极；

S7：在P型层、第一电流扩散层、N型层、及P型层与N型层交界处的表面制备一保护层，且正电极、负电极暴露在该保护层外。