一种LED芯片及其制作方法技术

本申请提供一种LED芯片及其制作方法，所述LED芯片包括衬底、LED外延结构和位于LED外延结构表面的透明导电层，透明导电层包括双层结构，分别为第一透明导电层和位于第一透明导电层背离第二型半导体层的第二透明导电层；其中，第一透明导电层和第二透明导电层中的一层为整层结构，另一层为图案化结构。也即本发明专利技术中LED芯片上电流扩展层包括一个整层的电流扩展层和一个图案化的电流扩展层。图案化的透明导电层由于是透明结构，对LED芯片没有遮挡作用，而通过图案化透明导电层的引导，相当于为现有的LED芯片增加了多个透明的叉指电极，从而使得电流扩展能力大大提升。

A kind of LED chip and its fabrication method

The application provides an LED chip and its fabrication method. The LED chip comprises a substrate, an LED epitaxy structure and a transparent conductive layer on the surface of the LED epitaxy structure. The transparent conductive layer comprises a double layer structure, which is the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer located at the first transparent conductive layer deviating from the second semiconductor layer, respectively. Among them, one layer of the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer is the whole layer structure, and the other layer is the patterned structure. That is to say, the current spreading layer on the LED chip in the present invention includes a whole current spreading layer and a patterned current spreading layer. The patterned transparent conductive layer has no shielding effect on the LED chip because of its transparent structure. The guiding of the patterned transparent conductive layer is equivalent to adding several transparent interdigital electrodes to the existing LED chip, which greatly improves the current expansion ability.

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片及其制作方法
本专利技术涉及半导体器件制作方法，尤其涉及一种LED芯片及其制作方法。
技术介绍
发光二极管(LightEmittingDiode，LED)被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。常规正装LED芯片由于PN电极位于芯片的同一侧，电流需要横向传导，不可避免的在PN电极之间的位置出现电流拥挤的现象。为了解决该问题，透明导电层成为电极同侧的LED芯片必备结构。常用ITO材质，ITO作为透明导电氧化物能够提供90％以上的穿透率和高于P型氮化镓的导电能力。透明导电层的设置一定程度上解决了P型半导体层表面电流扩展的问题。但是随着LED芯片尺寸的增大，ITO的扩展能力有限，无法实现大面积长距离电流扩展。因此在较大尺寸芯粒表面有设计叉指电极来进一步增加电流扩展的均匀性。叉指电极的增加可以缓解电流拥挤效应，但是却带来了对LED芯片发光遮挡的问题。从电流扩展的需求来说，扩展电极越多电流分布越均匀，但由于叉指电极通常采用不透明的金属制成，相应的对芯片发光的遮挡就会越严重。因此，现有技术中的结构限制了芯片亮度的进一步提高。另外，由于常见透明导电层ITO使用溅射或者蒸镀的方式沉积膜层，从发光角度讲，光从ITO层出射时，仍然有较多的全反射情况，这也限制了LED芯片外量子效率的提升。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种LED芯片及其制作方法，以改善电流扩展层的电流扩展能力，减弱全反射情况，进一步提高LED芯片发光效率。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种LED芯片，包括：衬底；位于所述衬底表面的LED外延结构，所述LED外延结构沿背离所述衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层；位于所述第二型半导体层背离所述衬底表面的透明导电层；所述透明导电层包括位于所述第二型半导体层表面的第一透明导电层和位于所述第一透明导电层背离所述第二型半导体层的第二透明导电层；与所述第一型半导体层接触的第一电极；位于所述透明导电层上的第二电极；与所述第二电极电性连接，且沿平行于所述第二电极指向第一电极方向延伸的第二电极叉指；其中，所述第一透明导电层和第二透明导电层中的一层为整层结构，另一层为图案化结构。优选地，所述整层结构的透明导电层采用溅镀工艺形成，所述图案化结构的透明导电层采用蒸镀工艺形成。优选地，所述图案化结构包括多条条状结构，所述条状结构的延伸方向与所述第二电极叉指的延伸方向相互交叉。优选地，沿所述第二电极指向所述第一电极的方向，所述多条条状结构之间的间距逐渐变大。优选地，所述第一透明导电层为图案化结构，所述第二透明导电层为整层结构。优选地，所述第一透明导电层为整层结构，所述第二透明导电层为图案化结构。优选地，所述第一透明导电层的厚度范围为50埃-3000埃，包括端点值；所述第二透明导电层的厚度范围为50埃-3000埃，包括端点值。优选地，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的材质相同，均为氧化铟锡。本专利技术还提供一种LED芯片制作方法，用于形成上面任意一项所述的LED芯片，所述LED芯片制作方法包括：提供衬底；在所述衬底上依次生长第一型半导体层、有源层、第二型半导体层，形成LED外延结构；在所述第二型半导体层表面形成透明导电层，所述透明导电层包括位于所述第二型半导体层表面的第一透明导电层和位于所述第一透明导电层背离所述第二型半导体层的第二透明导电层；刻蚀所述第二透明导电层、所述第一透明导电层、所述第二型半导体层、所述有源层，暴露出所述第一型半导体层；在所述第二型半导体层上形成第二电极，在所述第一型半导体层上形成第一电极；其中，所述第一透明导电层和第二透明导电层中的一层为整层结构，另一层为图案化结构。优选地，所述第一透明导电层为图案化结构，所述第二透明导电层为整层结构。优选地，所述在所述第二型半导体层表面形成透明导电层，具体包括：在所述第二型半导体层表面形成整层的第一透明导电层；刻蚀所述第一透明导电层进行图案化；在所述图案化后的第一透明导电层上形成整层的第二透明导电层。优选地，所述第一透明导电层为整层结构，所述第二透明导电层为图案化结构。优选地，所述在所述第二型半导体层表面形成透明导电层，具体包括：在所述第二型半导体层表面形成整层的第一透明导电层；在所述第一透明导电层表面形成整层的牺牲层；图案化所述牺牲层，所述牺牲层上去掉的部分与待形成的第二透明导电层的图案相同；在所述图案化后的所述牺牲层被去掉的部分形成第二透明导电层；去除所述牺牲层。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的LED芯片，包括衬底、LED外延结构和位于LED外延结构表面的透明导电层，所述透明导电层包括双层结构，分别为第一透明导电层和位于所述第一透明导电层背离所述第二型半导体层的第二透明导电层；其中，所述第一透明导电层和第二透明导电层中的一层为整层结构，另一层为图案化结构。也即本专利技术中LED芯片上电流扩展层包括一个整层的电流扩展层和一个图案化的电流扩展层。图案化的透明导电层由于是透明结构，对LED芯片没有遮挡作用，而通过图案化透明导电层的引导，相当于为现有的LED芯片增加了多个透明的叉指电极，从而使得电流扩展能力大大提升。另外，由于图案化透明导电层的存在，使得形成的透明导电层的整体的外表面为凹凸结构，形成双电流扩展层结构，由于凹凸表面能够增加透明导电层结构的侧面出光，且降低全反射的发生几率，从而减少LED芯片内部的反射与吸收，从而提高发光效率。本专利技术还提供一种LED芯片的制作方法，用于形成上述结构的LED芯片，从而改善电流扩展层对LED芯片发光效率的提升能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种LED芯片的剖面结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的LED芯片的俯视结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种LED芯片的剖面结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种LED芯片制作方法流程图；图5-图16为本专利技术实施例提供的一种LED芯片制作工艺步骤对应的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，现有技术中虽然增加了电流扩展层，能够使得LED芯片的电流分布较为均匀，从而提高发光效率，但随着芯片尺寸的增大，半导体性质的透明导电氧化物电流扩展能力有限。进一步增加的金属叉指电极虽然能够进一步的增加电流扩展均匀性，但是也引入了出光被遮挡的问题，这限制了LED芯片亮度的进一步提升。同时，光从整层透明导电氧化物层中出射仍然存在大量的全反射情况，影响芯片外量子效率。基于此本专利技术提供一种透明叉指电极设计，既能够进一步的提升芯片表面的电流均匀性，又可以对透明导电层表层形成台阶结构增加出光面。同时，本专利技术提供的LED芯片结构可以通过对图形化透明导电层图形有针对的进行设计，能够实现芯片表面电流的均匀分布。本专利技术提供一种LED芯片，包括：衬底；位于所述衬底表面的LED外延结构，所述LED外延结构沿背离所述衬底方向依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底表面的LED外延结构，所述LED外延结构沿背离所述衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层；位于所述第二型半导体层背离所述衬底表面的透明导电层；所述透明导电层包括位于所述第二型半导体层表面的第一透明导电层和位于所述第一透明导电层背离所述第二型半导体层的第二透明导电层；与所述第一型半导体层接触的第一电极；位于所述透明导电层上的第二电极；与所述第二电极电性连接，且沿平行于所述第二电极指向第一电极方向延伸的第二电极叉指；其中，所述第一透明导电层和第二透明导电层中的一层为整层结构，另一层为图案化结构。

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底表面的LED外延结构，所述LED外延结构沿背离所述衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层；位于所述第二型半导体层背离所述衬底表面的透明导电层；所述透明导电层包括位于所述第二型半导体层表面的第一透明导电层和位于所述第一透明导电层背离所述第二型半导体层的第二透明导电层；与所述第一型半导体层接触的第一电极；位于所述透明导电层上的第二电极；与所述第二电极电性连接，且沿平行于所述第二电极指向第一电极方向延伸的第二电极叉指；其中，所述第一透明导电层和第二透明导电层中的一层为整层结构，另一层为图案化结构。2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述整层结构的透明导电层采用溅镀工艺形成，所述图案化结构的透明导电层采用蒸镀工艺形成。3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述图案化结构包括多条条状结构，所述条状结构的延伸方向与所述第二电极叉指的延伸方向相互交叉。4.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，沿所述第二电极指向所述第一电极的方向，所述多条条状结构之间的间距逐渐变大。5.根据权利要求1-4任意一项所述的LED芯片，其特征在于，所述第一透明导电层为图案化结构，所述第二透明导电层为整层结构。6.根据权利要求1-4任意一项所述的LED芯片，其特征在于，所述第一透明导电层为整层结构，所述第二透明导电层为图案化结构。7.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第一透明导电层的厚度范围为50埃-3000埃，包括端点值；所述第二透明导电层的厚度范围为50埃-3000埃，包括端点值。8.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的材质相同，均为氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬新根，李俊贤，刘英策，魏振东，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