[发明专利]一种P-GAN层改性的LED芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种P‑GAN层改性的LED芯片及其制作方法，该LED芯片从下至上依次包括以下各层：外延片、ITO透明导电层和顶层；其中，所述外延片上表面为P‑GaN层；所述P‑GaN层需经过等离子体轰击改性处理。其通过对P‑GaN层进行改性，破坏了P‑GaN层表面的晶体结构，降低了ITO透明导电层与P‑GaN层表面的界面能，提高了ITO透明导电层的“空穴”注入效率，从而降低了LED芯片正向电压和提升了LED芯片亮度。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种P-GAN层改性的LED芯片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。随着第三代半导体技术的蓬勃发展，半导体照明以节能、环保、亮度高、寿命长等优点，成为社会发展的焦点，也带动了整个行业上中下游产业的快速发展。

ⅢA-VA族化合物半导体材料是当前主流的用于制作LED芯片的半导体材料，其中以氮化镓基材料和铝镓铟磷基材料最为普遍。传统的P型ⅢA-VA族化合物半导体材料的电流扩展性能较差，为了使电流能够均匀的注入发光层，通常的做法是在P型ⅢA-VA族化合物半导体材料层上添加一层透明导电层。

ITO(纳米铟锡金属氧化物)薄膜具有高的穿透率和低的面电阻率，广泛应用于LED领域，作为LED芯片工艺中的透明导电层。ITO和P-GaN之间存在功函数差异，其中ITO约为4.7eV，P-GaN约为7.2eV，使得ITO透明导电层作为P-GaN层的电流扩散层会产生巨大的接触势垒。增加LED芯片的驱动电压，影响发光效率。

因此，需要一种新的LED芯片及其制作方法，该芯片的驱动电压低和亮度高。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题为：一种P-GAN层改性的LED芯片，该芯片的驱动电压低和亮度高。

本发明要解决的第二个技术问题为：上述P-GAN层改性的LED芯片的制作方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供的技术方案为：一种P-GAN层改性的LED芯片，从下至上依次包括以下各层：外延片、ITO透明导电层和顶层；

其中，所述外延片上表面为P-GaN层；

所述P-GaN层需经过等离子体轰击改性处理。

ITO透明导电层沉积时，在真空环境下，先使用等离子体轰击基底表面，再沉积ITO透明导电层。调整合适的等离子体轰击工艺，破坏了P-GaN层表面的晶体结构，降低了ITO透明导电层与P-GaN层表面的界面能，使沉积的ITO原子团与P-GaN层表面的原子发生了键合。又增加了P-GaN层表面的粗糙度，使沉积的ITO原子团与P-GaN层表面的接触面积增加。提高了ITO透明导电层的“空穴”注入效率，降低了LED芯片正向电压，提升了LED芯片亮度。

根据本发明的一些实施方式，所述P-GAN层改性的LED芯片分为P区(Ⅰ)和N区(Ⅱ)。

根据本发明的一些实施方式，所述外延片由下至上依次由以下各层构成：衬底、缓冲GaN层、N-GaN层和量子阱层。

根据本发明的一些实施方式，所述外延片上表面部分区域为所述P-GaN层，剩余部分区域为所述N-GaN层。

根据本发明的一些实施方式，所述顶层由以下各层构成：钝化层、P型电极和N型电极。

根据本发明的一些实施方式，所述钝化层蚀刻有延伸至所述ITO透明导电层的P区电极槽，所述钝化层蚀刻有延伸至所述N-GaN层的N区电极槽。

根据本发明的一些实施方式，所述P型电极与所述ITO透明导电层相连。

根据本发明的一些实施方式，所述N型电极与所述N-GaN层相连。