[发明专利]一种改善电流扩展层的LED芯片及制作方法

说明书

本发明提供了一种改善电流扩展层的LED芯片及制作方法，通过只对AlInGaN层进行掺杂，形成了一种间断掺杂的高晶体质量的电流扩展层，利用其间断掺杂的特征形成低阻和高阻交替的状态，进而增强横向电流扩展能力，使电流扩展更加均匀。并且，AlInGaN层能够减小Al_aGa_1‑aN层和In_bGa_1‑bN层的晶格失配，提高了晶体质量，减小了多量子阱层的极化电场，从而获得了更高的光效。以及，Al_aGa_1‑aN层、AlInGaN层和In_bGa_1‑bN层具有的带隙特点，形成对电子有效的束缚作用，减少了电子泄露，极大程度的提升了LED芯片的整体性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种改善电流扩展层的LED芯片及制作方法。

背景技术

近年来，III-V族氮化物由于其具有优异的物理和化学特性，从而广泛应用于电子和光学领域。

其中，以GaN基为主要材料的发光器件，更是在照明、显示和数码等领域有着长足的发展。以蓝绿光发光器件为例，虽然商业化LED已经实现足够高的光电转换效率，但是，随着LED芯片尺寸的不断减小，市场对材料性能的要求也越来越严格。

那么，如何进一步提升晶体质量，如何让电流在不同尺寸的芯片上实现更好的电流扩展，以实现更高的光效，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种改善电流扩展层的LED芯片及制作方法，技术方案如下：

一种改善电流扩展层的LED芯片，所述LED芯片包括：

衬底；

依次生长在所述衬底上的N型半导体层、电流扩展层和多量子阱层；

其中，所述电流扩展层包括在第一方向上依次交叠设置的多层Al_aGa_1-aN层和多层In_bGa_1-bN层，0＜a＜0.1,0＜b＜0.1，以及设置在所述Al_aGa_1-aN层和所述In_bGa_1-bN层之间的AlInGaN层；

所述AlInGaN层中掺杂有Si元素，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述N型半导体层的方向。

优选的，在上述LED芯片中，所述AlInGaN层的掺杂浓度为1-10×10¹⁸cm^-3。

优选的，在上述LED芯片中，所述AlInGaN层的Si掺杂浓度在所述第一方向上渐变增加或渐变减小或呈梯度变化。

优选的，在上述LED芯片中，多层所述Al_aGa_1-aN层中Al组分在所述第一方向上固定不变，多层所述In_bGa_1-bN层中In组分在所述第一方向上逐渐增加或减少或呈梯度变化。

优选的，在上述LED芯片中，多层所述Al_aGa_1-aN层中Al组分在所述第一方向上逐渐增加或减少或呈梯度变化，多层所述In_bGa_1-bN层中In组分在所述第一方向上固定不变。

优选的，在上述LED芯片中，所述Al_aGa_1-aN层的厚度为5nm-20nm。

优选的，在上述LED芯片中，所述AlInGaN层的厚度为5nm-20nm。