[发明专利]一种LED芯片及其制作方法

说明书

本发明提供一种LED芯片，包括外延发光层组和N型电极，该外延发光层组的表面形成有沟槽，该N型电极与沟槽底部的N型GaN层欧姆接触，并延伸为至少覆盖部分沟槽侧面的外延发光层组，且在N型电极与沟槽侧面的外延发光层组之间还设置有介质隔离叠层，该介质隔离叠层包括氧化硅膜和氮化硅膜。本发明将N型电极扩展到沟槽侧面的外延发光层组，并在N型电极与外延发光层组之间设置包括氧化硅膜和氮化硅膜的介质隔离叠层，从而可以大大增加N型电极的面积。而且，借助包括氧化硅膜和氮化硅膜的介质隔离叠层，可以显著减少因N型电极穿透介质隔离叠层形成的短路现象，从而大幅提高LED芯片的光电性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种LED芯片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(LED)芯片是一种电致发光器件，需要在发光材料表面使用金属材料制作电极，并从电极注入电流来驱动LED芯片发光。根据欧姆定律，电极面积对LED芯片的光电性能有很大的影响。电极面积越大，电流越容易注入，电流分布就可以更均匀，从而LED芯片的工作电压也随之降低，光电性能随之提升。

常见的LED芯片结构有三种类型，分别为正装结构、垂直结构和倒装结构。图1示出了一种典型的GaN基LED芯片的正装结构，如图1所示，该正装结构包括衬底、在衬底上形成的缓冲层以及在缓冲层上形成的外延发光层组，其中，外延发光层组由下至上依次包括：N-GaN层、InGaN/GaN量子发光阱和P-GaN层。并且，在P-GaN层界面上形成有透明电流扩展层和P型电极，在N-GaN层界面上形成有N型电极。

通常，在LED正装芯片的结构中，N型电极的面积都很小。如何增大N型电极的面积，以进一步提高LED芯片的光电性能，就成为本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种LED芯片及其制作方法，其通过增大N型电极的面积，可以有效提高LED芯片的光电性能。

为实现本发明的目的而提供一种LED芯片，包括外延发光层组和N型电极，所述外延发光层组的表面形成有沟槽，所述沟槽的底部裸露出N型GaN层，其特征在于，所述N型电极与所述沟槽底部的N型GaN层欧姆接触，并延伸为至少覆盖部分所述沟槽侧面的外延发光层组，且在所述N型电极与所述沟槽侧面的外延发光层组之间设置有介质隔离叠层，所述介质隔离叠层包括氧化硅膜和氮化硅膜。

优选的，所述介质隔离叠层包括至少一对交替层叠设置的所述氧化硅膜和所述氮化硅膜，且每对所述氧化硅膜和所述氮化硅膜中，所述氧化硅膜邻近所述外延发光层组，所述氮化硅膜远离所述外延发光层组。

优选的，所述外延发光层组包括依次层叠设置的所述N型GaN层、量子发光阱和P型GaN层；且所述P型GaN层的界面上依次层叠设置透明电流扩展层和P型电极；所述N型电极延伸为覆盖所述沟槽侧面的外延发光层组以及部分所述透明电流扩展层；且所述N型电极与所述透明电流扩展层之间也设置有所述介质隔离叠层。

优选的，每对所述氧化硅膜和所述氮化硅膜中，所述氧化硅膜的厚度与所述氮化硅膜的厚度的比值的取值范围在3:1～10:1。

优选的，在所述介质隔离叠层和所述N型电极之间，还设有金属反射层。

优选的，所述金属反射层的材料包括铝或银。

优选的，所述金属反射层的厚度为800～3000埃。

为实现本发明的目的而提供一种LED芯片的制作方法，所述LED芯片包括外延发光层组和N型电极，所述制作方法包括在所述外延发光层组的表面形成沟槽，使所述沟槽的底部裸露出N型GaN层；其特征在于，还包括，至少在部分所述沟槽侧面的外延发光层组上沉积介质隔离叠层，所述介质隔离叠层包括氧化硅膜和氮化硅膜；制作N型电极，使所述N型电极覆盖所述介质隔离叠层并与所述沟槽底部的N型GaN层欧姆接触。