发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法技术

本发明专利技术公开了一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述芯片包括依次层叠的一衬底、一N型半导体层、一有源区、一P型半导体层、一透明导电层以及一钝化保护层，其中所述钝化保护层具有多个分别对应于所述透明导电层的不同位置的孔洞，一P型电极的一部分在穿过这些所述孔洞后被电连接于所述透明导电层，一N型电极被电连接于所述N型半导体层。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法
本专利技术涉及一LED芯片，特别涉及一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法。
技术介绍
由于发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)具有亮度高、寿命长、体积小和耗能量低等优点，因此，发光二极管被视为新一代的照明工具。然而，在现阶段，发光二极管的芯片仍然存在着发光效率低的问题，因此，如何提高发光二极管的芯片的发光效率和解决在提高发光二极管的芯片的发光效率的过程中产生的一系列问题已经成为了最重要的研究课题之一。附图1至图7B示出了现有的发光二极管的芯片，其中所述芯片包括一衬底10P、一外延结构20P、一电流阻挡层30P、一透明导电层40P、一金属电极组50P以及一钝化保护层60P，并且所述芯片具有一N型层裸露部70P。所述外延结构20P包括一N型半导体层21P、一有源区22P以及一P型半导体层23P，其中所述N型半导体层21P、所述有源区22P和所述P型半导体层23P依次自所述衬底10P生长，以使所述衬底10P和所述外延结构20P的所述N型半导体层21P、所述有源区22P和所述P型半导体层23P依次层叠。现有的所述芯片的制造过程为：(a)在所述外延结构20P的所述P型半导体层23P形成第一光刻胶层，对所述外延结构20P进行干法蚀刻以形成自所述P型半导体层23P经所述有源区22P延伸至所述N型半导体层21P的所述N型层裸露部70P，从而使所述N型半导体层21P的一部分被暴露，去除所述第一光刻胶层，参考附图3A和图3B；(b)在所述外延结构20P的所述P型半导体层23P形成第二光刻胶层，对所述外延结构20P进行湿法蚀刻，在所述外延结构20P上形成层叠于所述P型半导体层23P的所述电流阻挡层30P，去除所述第二光刻胶层，参考附图4A和图4B；(c)形成层叠于所述外延结构20P的所述P型半导体层23P和包覆所述电流阻挡层30P的所述透明导电层40P，在所述透明导电层40P上形成第三光刻胶层，对所述透明导电层40P进行蚀刻以去除所述透明导电层40P的部分区域，从而使所述电流阻挡层30P的一部分被暴露，去除所述第三光刻胶层，参考附图5A和图5B；(d)在所述透明导电层40P上形成第四光刻胶层，在所述透明导电层40P上和所述N型半导体层21P分别形成所述金属电极组50P的一P型电极51P和一N型电极52P，其中所述P型电极51P电连接于所述透明导电层40P，所述N型电极52P电连接于所述N型半导体层21P，去除所述第四光刻胶层，参考附图6A和图6B；以及(e)在所述P型电极51P和所述N型电极52P上制作所述钝化保护层60P，形成第五光刻胶层于所述钝化保护层60P，对所述钝化保护层60P进行蚀刻以使所述P型电极51P的一部分和所述N型电极52P的一部分被暴露，去除所述第五光刻胶层，以制得所述芯片，参考附图7A和图7B。在现有的所述芯片中仍然存载着诸多的缺陷。首先，所述芯片需要在所述外延结构20P的所述P型半导体层23P上生长所述电流阻挡层30P，这不仅会增加所述芯片的材料制成和尺寸厚度，而且还会延长所述芯片的制作工艺而影响所述芯片的产能，进而增加所述芯片的生产成本。其次，所述P型电极51P和所述透明导电层40P之间的粘附性较弱，并且所述P型电极51P和所述透明导电层40P之间不能完全接触，需要为所述P型电极51P和所述透明导电层40P设计开孔，导致所述芯片的成本增加。另外，在所述芯片的边缘，所述电流阻挡层30P隔离所述P型电极51P和所述透明导电层40P，导致所述芯片的边缘位置几乎没有电流注入，进而导致所述芯片的边缘发光微弱而影响所述芯片的发光效率。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述芯片的发光效率能够被大幅度地提升。本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述芯片的电流能够被均匀地分布，以有利于提升所述芯片的可靠性。本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述芯片的光刻制程能够被减少，通过这样的方式，有利于提高所述芯片的产能和降低所述芯片的生产成本。本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中在所述芯片的一外延结构上层叠一透明导电基层之后再进行第一道光刻制程，以使所述透明导电基层形成层叠于所述外延结构的一透明导电层，通过这样的方式，所述透明导电层的形成和暴露所述外延结构的一N型半导体层可以在同一道光刻制程中进行，相对于现有技术的芯片的制程来说，本专利技术的所述芯片具有更低的生产成本。本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述芯片提供一钝化保护层，所述钝化保护层层叠于所述透明导电层，其中所述钝化保护层不仅能够阻挡电流，而且能够提高横向电流扩展效果，从而使得所述芯片的电流分布更均匀，以有利于提高所述芯片的光效。本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述芯片的电极在所述钝化保护层形成之后制作，以使得所述钝化保护层因直接层叠于所述透明导电层而具有阻挡电流的效果，从而相对于现有技术的芯片来说，本专利技术的所述芯片不需要特设的电流阻挡层，这样，不仅有利于降低所述芯片的材料成本，而且还能够减少一道光刻制程和缩短所述芯片的产线，从而有利于降低所述芯片的生产成本和减少所述芯片的厚度尺寸。本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述钝化保护层提供阵列式孔洞，以允许电极和所述透明导电层电连接，从而所述芯片能够在所述钝化保护层的所述孔洞处实现点式发光，进而有利于提高所述芯片的亮度。本专利技术的一个目的在于提供一发光二极管及其芯片和制造方法以及芯片的发光方法，其中所述芯片的P型电极具有阵列式手指件，所述P型电极的这些手指件在所述P型电极形成于所述钝化保护层时形成在所述钝化保护层的所述孔洞内，从而当工作电压施加于所述P型电极时，电流能够经由所述P型电极的这些手指件从所述透明导电层的不同位置提供给所述透明导电层，从而有利于使所述芯片的电流分布更均匀。依本专利技术的一个方面，本专利技术提供一发光二极管的芯片，其包括：一衬底；一外延结构，其中所述外延结构包括一N型半导体层、一有源区以及一P型半导体层，其中所述衬底、所述N型半导体层、所述有源区和所述P型半导体层依次层叠；一透明导电层，其中所述透明导电层层叠于所述外延结构的所述P型半导体层；一钝化保护层，其中所述钝化保护层具有多个孔洞，其中所述钝化保护层层叠于所述透明导电层，并且所述钝化保护层的这些所述孔洞分别对应于所述透明导电层的不同位置；以及一电极组，其中所述电极组包括一N型电极和一P型电极，其中所述N型电极被电连接于所述外延结构的所述N型半导体层，所述P型电极的一部分在穿过所述钝化保护层的这些所述孔洞后被电连接于所述外延结构的所述透明导电层。根据本专利技术的一个实施例，所述芯片具有一N型层裸露部，所述N型层裸露部自所述钝化保护层经所述透明导电层以及所述外延结构的所述P型半导体层和所述有源区延伸至所述外延结构的所述N型半导体层，以使所述N型半导体层的一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一发光二极管的芯片，其特征在于，包括：一衬底；一外延结构，其中所述外延结构包括一N型半导体层、一有源区以及一P型半导体层，其中所述衬底、所述N型半导体层、所述有源区和所述P型半导体层依次层叠；一透明导电层，其中所述透明导电层层叠于所述外延结构的所述P型半导体层；一钝化保护层，其中所述钝化保护层具有多个孔洞，其中所述钝化保护层层叠于所述透明导电层，并且所述钝化保护层的这些所述孔洞分别对应于所述透明导电层的不同位置；以及一电极组，其中所述电极组包括一N型电极和一P型电极，其中所述N型电极被电连接于所述外延结构的所述N型半导体层，所述P型电极的一部分在穿过所述钝化保护层的这些所述孔洞后被电连接于所述外延结构的所述透明导电层。

【技术特征摘要】
1.一发光二极管的芯片，其特征在于，包括：一衬底；一外延结构，其中所述外延结构包括一N型半导体层、一有源区以及一P型半导体层，其中所述衬底、所述N型半导体层、所述有源区和所述P型半导体层依次层叠；一透明导电层，其中所述透明导电层层叠于所述外延结构的所述P型半导体层；一钝化保护层，其中所述钝化保护层具有多个孔洞，其中所述钝化保护层层叠于所述透明导电层，并且所述钝化保护层的这些所述孔洞分别对应于所述透明导电层的不同位置；以及一电极组，其中所述电极组包括一N型电极和一P型电极，其中所述N型电极被电连接于所述外延结构的所述N型半导体层，所述P型电极的一部分在穿过所述钝化保护层的这些所述孔洞后被电连接于所述外延结构的所述透明导电层。2.根据权利要求1所述的芯片，其中所述芯片具有一N型层裸露部，所述N型层裸露部自所述钝化保护层经所述透明导电层以及所述外延结构的所述P型半导体层和所述有源区延伸至所述外延结构的所述N型半导体层，以使所述N型半导体层的一部分被暴露在所述N型层裸露部。3.根据权利要求2所述的芯片，其中所述电极组的所述N型电极以所述N型电极形成在所述外延结构的所述N型半导体层的方式被电连接于所述N型半导体层。4.根据权利要求2所述的芯片，其中所述电极组的所述P型电极以所述P型电极形成在所述钝化保护层的方式被电连接于所述外延结构的所述P型半导体层。5.根据权利要求1至4中任一所述的芯片，其中所述P型电极具有多个手指件，其中所述P型电极的这些所述手指件形成在所述钝化保护层的这些所述孔洞中，并且所述P型电极的这些所述手指件分别在所述透明导电层的不同位置被电连接于所述透明导电层。6.根据权利要求5所述的芯片，其中所述P型电极的这些所述手指件包括一第一组手指件和一第二组手指件，所述第一组手指件和所述第二组手指件分别沿着所述芯片的边缘从所述芯片的第二端部延伸至第一端部。7.根据权利要求5所述的芯片，其中所述P型电极的这些所述手指件包括一第一组手指件、一第二组手指件以及一第三组手指件，所述第一组手指件和所述第二组手指件分别沿着所述芯片的边缘从所述芯片的第二端部延伸至第一端部，所述第三组手指件被保持在所述芯片的第二端部。8.根据权利要求1至7中任一所述的芯片，其中所述衬底是蓝宝石衬底、硅衬底或者碳化硅衬底。9.根据权利要求1至8中任一所述的芯片，其中所述外延结构的所述N型半导体层和所述P型半导体层均是氮化镓层。10.一发光二极管，其特征在于，包括：一封装体；一电极引脚组，其中所述电极引脚组包括一N型电极引脚和一P型电极引脚；以及根据权利要求1至9中任一权利要求的至少一个所述芯片，其中所述芯片被封装于所述封装件的内部，所述N型电极引脚和所述P型电极引脚分别被电连接于所述芯片的所述N型电极和所述P型电极，并且所述N型电极引脚和所述P型电极引脚分别从所述封装体的内部延伸至外部。11.根据权利要求10所述的发光二极管，其中所述P型电极引脚的尺寸自所述P型电极引脚的连接端向自由端方向逐渐变小。12.一发光二极管的芯片的制造方法，其特征在于，所述芯片的制造方法包括如下步骤：(a)在一衬底上依次生长一N型半导体层、一有源区以及一P型半导体层；(b)在形成层叠于所述P型半导体层的一透明导电层的同时，形成自所述透明导电层经所述P型半导体层和所述有源区延伸至所述N型半导体层的一N型孔洞；(c)层叠具有多个孔洞的一钝...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏振东，李俊贤，吴奇隆，刘英策，周弘毅，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35