[发明专利]一种高光效紫光LED芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高光效紫光LED芯片，其包括衬底；设于衬底表面的外延层，所述外延层依次包括第一半导体层、有源层和第二半导体层；设于所述第二半导体层的至少一层出光膜层；设于所述出光膜层上的透明导电层；设于所述第一半导体层的第一电极；和设于所述透明导电层的第二电极；其中，所述出光膜层为一透明层，其折射率为1.9～2.6；其中，所述出光膜层为一透明层，其折射率为1.9～2.6；所述出光膜层设有孔道，所述透明导电层通过所述孔道与所述第二半导体层连接。本发明在紫光LED芯片的外延层与透明导电层之间设置了出光膜层，且出光膜层的折射率与GaN层相近，减少了紫光的反射，增加了紫光的透光率，提升了LED芯片的光效，采用本发明的LED芯片结构，紫光的透光率可达到90％以上。

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种高光效紫光LED芯片及其制备方法。

背景技术

发光二极管，英文单词的缩写LED，主要含义：LED＝Light Emitting Diode，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，作为照明器件，相对传统照明器件，发光二极管有相当大优势——寿命长、光效高、无辐射、低功耗、绿色环保。目前LED主要用于显示屏、指示灯、背光源等领域。

紫光LED是一种新兴LED芯片，在紫光LED芯片各层之中Al含量较高；因此其P型GaN掺杂较普通LED芯片更为困难；也导致P型GaN层空穴载流子浓度低下和不易长厚而导致电流不易扩散，当前普遍采用在P型GaN表面制备ITO薄膜的方法达到电流得均匀扩散。但是这种ITO层的折射率较小，仅为1.7～1.9左右，而GaN的折射率又相对较高(2.4左右)；根据斯奈尔定律，当光密介质传输到光疏介质时，容易产生全反射现象；由于紫光波长较短，紫光的全反射现象较其他颜色光更加严重。因此，传统的紫光LED芯片通常光效较低，透光率通常低于85％。

为了减少ITO层对于紫光的全反射，目前常用的手段是减薄ITO层的厚度，将其厚度降到60nm以下，从而提升紫光的透过率。然而，减薄ITO层会导致电流扩展效应变差，也会提高正向电压，从而降低LED芯片的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高光效紫光LED芯片，其能有效增加紫光LED芯片透光率，提升光效。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种高光效紫光LED芯片的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高光效紫光LED芯片，其包括衬底；设于衬底表面的外延层，所述外延层依次包括第一半导体层、有源层和第二半导体层；

设于所述第二半导体层的至少一层出光膜层；设于所述出光膜层上的透明导电层；设于所述第一半导体层的第一电极；和设于所述透明导电层的第二电极；

其中，所述出光膜层为一透明层，其折射率为1.9～2.6；所述出光膜层设有孔道，所述透明导电层通过所述孔道与所述第二半导体层连接。

作为上述技术方案的改进，所述出光膜层经光刻刻蚀后形成出光柱；所述孔道设于所述出光柱之间；所述透明导电层通过所述孔道与所述第二半导体层连接。

作为上述技术方案的改进，所述出光膜层由AlN、TiO₂、Ti₂O₅、TiO、Ti₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂、Nb₂O₅、ZnO₅、ZnO₂、Nb₂O₅、CeO₂、ZnS、ZnSe中的一种或多种制成。

作为上述技术方案的改进，所述出光膜层的厚度为

作为上述技术方案的改进，根据公式