一种高可靠度的LED芯片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高可靠度的LED芯片，其包括：衬底；设于所述衬底上的外延层，所述外延层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；设于所述第一半导体层上的第一电极；设于所述第二半导体层上的第二电极；和设于第二半导体层上的至少一根第一电流扩展线，所述第一电流扩展线与所述第二电极电连接；其中，所述第一电流扩展线通过多个设于所述外延层并贯穿至第一半导体的第一孔洞与所述第一半导体层形成电连接。本发明专利技术中的第一电流扩展线通过孔洞与第一半导体层连接，其可大幅度提升电流扩展均匀性，防止局部电流集中，导致局部过热，烧毁芯片，提升了LED芯片的可靠度。

A high reliability LED chip and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠度的LED芯片及其制备方法
本专利技术涉及发光二极管
，尤其涉及一种高可靠度的LED芯片及其制备方法。
技术介绍
发光二极管，英文单词的缩写LED，主要含义：LED＝LightEmittingDiode，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。目前，LED已被广泛的应用在照明领域，随着应用领域的扩大，对于LED产品特性的要求也日益提升；如何实现长寿命、高可靠度、高光效的统一是亟待解决的问题。一种提升LED性能的方式是促进电流的扩展性能，如中国专利CN104377282A公开的LED芯片中，即在P电极和N电极一侧制备了电流扩展条，提升了电流的扩展性，提升了LED芯片可靠性；但由于这种电流扩展条需要整体刻蚀，减少了LED的发光面积，降低了光效。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种高可靠度的LED芯片，其可靠度高，光效高。本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种高可靠度的LED芯片的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高可靠度的LED芯片，其包括：衬底；设于所述衬底上的外延层，所述外延层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；设于所述第一半导体层上的第一电极；设于所述第二半导体层上的第二电极；和设于第二半导体层上的至少一根第一电流扩展线，所述第一电流扩展线与所述第一电极电连接；其中，所述第一电流扩展线通过多个设于所述外延层并贯穿至第一半导体的第一孔洞与所述第一半导体层形成电连接。作为上述技术方案的改进，所述第一孔洞分布于所述第二电极和第一电极之间，所述第一孔洞的深度由所述第二电极到所述第一电极呈递增变化。作为上述技术方案的改进，所述第一孔洞的深度为0.6～1.6μm。作为上述技术方案的改进，相邻第一孔洞之间的间距相等或不相等。作为上述技术方案的改进，所述第一电流扩展线通过7个间距相等的第一孔洞与所述第一半导体层形成电连接；由第二电极到第一电极分布的各第一孔洞的深度依次为0.8±0.05μm，0.9±0.05μm，1±0.05μm，1.1±0.05μm，1.2±0.05μm，1.3±0.05μm，1.4±0.05μm。作为上述技术方案的改进，所述外延层包括依次设于所述衬底上的外延缓冲层、u-GaN层、N-GaN层、N-GaN接触层、发光层和P-GaN层；其中，所述N-GaN接触层中Si的掺杂浓度大于N-GaN层中Si的掺杂浓度。作为上述技术方案的改进，还包括：电流扩展层和绝缘保护层；所述电流扩展层设于所述第二半导体层上；所述绝缘保护层设于所述第一半导体层、第二半导体层和第一孔洞。作为上述技术方案的改进，所述电流扩展层由氧化铟锡制成；所述绝缘保护层由SiO2和/或Si3N4制成，其厚度为作为上述技术方案的改进，还包括第二电流扩展线，所述第二电流扩展线与所述第二电极电连接，并从所述第二电极向第一电极延伸。相应的，本专利技术还公开了一种上述的高可靠度的LED芯片的制备方法，其包括：(1)提供一衬底；(2)在所述衬底上形成外延层，所述外延层依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；(3)对所述外延层进行光刻刻蚀，形成多个贯穿至第一半导体层的第一孔洞和第二孔洞；(4)形成第一电极、第二电极和第一电流扩展线，得到高可靠度的LED芯片成品；其中，第一电极通过第二孔洞与所述第一半导体层连接，所述第一电流扩展线通过第一孔洞与所述第一半导体层连接。实施本专利技术，具有如下有益效果：1.本专利技术将电流扩展线通过一系列孔洞与半导体层连接，区别于传统LED芯片开一长条区域，可减少蚀刻面积，即增加了芯片的发光面积，提升了芯片的亮度。2.本专利技术N电极的电流扩展线，通过第一孔洞与N-GaN层连接，且通过控制第一孔洞由浅到深设置，可使得电流扩展均匀性大幅提升，从而避免了局部电流集中导致的局部过热，烧毁芯片的现象，提升了LED芯片的可靠性。3.本专利技术中的LED芯片，将传统的电流阻挡层和钝化层合为一体，减少工序，降低了制造成本。附图说明图1是本专利技术一实施例中高可靠度LED芯片的结构示意图；图2是图1中A-A方向的剖面图；图3是图1中B-B方向的剖面图；图4是本专利技术另一实施例中高可靠度LED芯片的结构示意图；图5是本专利技术又一实施例中外延结构的示意图；图6是本专利技术一种高可靠度LED芯片的制备方法流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。仅此声明，本专利技术在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本专利技术的附图为基准，其并不是对本专利技术的具体限定。参见图1～图3，本实施例提供了一种高可靠度的LED芯片，其包括衬底1；设于所述衬底1上的外延层2，所述外延层2包括第一半导体层21、发光层22和第二半导体层23；设于所述第一半导体层21上的第一电极3；设于所述第二半导体层23上的第二电极4；和设于第二半导体层23上的至少一根第一电流扩展线5，所述第一电流扩展线5与所述第二电极4电连接；其中，所述第一电流扩展线5通过多个设于所述外延层2并贯穿至第一半导体21的第一孔洞24与所述第一半导体层21形成电连接。通过多个第一孔洞将第一电流扩展线5和第一半导体层21连接，可提升电流扩展性能，防止局部过热，提升LED芯片可靠性，同时，也能减少对发光层22的刻蚀量，提升LED芯片的亮度。其中，外延层2为GaN基外延层，但不限于此；第一半导体层21为掺杂Si的GaN层，即N-GaN层，发光层22为MQW层，第二半导体层23为掺杂Mg的GaN层，即P-GaN层，但不限于此。具体的，在本实施例之中，第一扩展线5通过多个第一孔洞24与第一半导体层21连接。第一孔洞24分布在第一电极3和第二电极4之间，且第一孔洞24的深度由第二电极4到第一电极3呈递增变化；不同深度的第一孔洞24的底部位于第一半导体层21的不同位置，不同位置的第一半导体层21的Si掺杂浓度不同，电流扩展能力也不同。通过采用由第二电极4到第一电极3递增深度的第一孔洞，可根据LED芯片电流分布的特点在形成有层次的电流扩展线，大幅度提升电流扩展性能。具体的，第一孔洞24的深度为0.6～1.6μm，优选为0.8～1.5μm；第一孔洞24的截面形状为圆形、方形、椭圆形或星形，但不限于此。具体的，相邻第一孔洞24之间的间距相等或不相等，优选的，相邻第一孔洞24之间的间距相等，即第一孔洞24间距均匀地分布在外延层2上。优选的，在本专利技术的优选实施例之中，LED芯片设有一条第一电流扩展线5，其通过7个间距均匀分布的第一孔洞24与第一半导体层21形成电连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠度的LED芯片，其特征在于，包括：/n衬底；/n设于所述衬底上的外延层，所述外延层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；/n设于所述第一半导体层上的第一电极；/n设于所述第二半导体层上的第二电极；和/n设于第二半导体层上的至少一根第一电流扩展线，所述第一电流扩展线与所述第一电极电连接；/n其中，所述第一电流扩展线通过多个设于所述外延层并贯穿至第一半导体的第一孔洞与所述第一半导体层形成电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高可靠度的LED芯片，其特征在于，包括：
衬底；
设于所述衬底上的外延层，所述外延层包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；
设于所述第一半导体层上的第一电极；
设于所述第二半导体层上的第二电极；和
设于第二半导体层上的至少一根第一电流扩展线，所述第一电流扩展线与所述第一电极电连接；
其中，所述第一电流扩展线通过多个设于所述外延层并贯穿至第一半导体的第一孔洞与所述第一半导体层形成电连接。


2.如权利要求1所述的高可靠度的LED芯片，其特征在于，所述第一孔洞分布于所述第二电极和第一电极之间，所述第一孔洞的深度由所述第二电极到所述第一电极呈递增变化。


3.如权利要求1或2所述的高可靠度的LED芯片，其特征在于，所述第一孔洞的深度为0.6～1.6μm。


4.如权利要求1所述的高可靠度的LED芯片，其特征在于，相邻第一孔洞之间的间距相等或不相等。


5.如权利要求1所述的高可靠度的LED芯片，其特征在于，所述第一电流扩展线通过7个间距相等的第一孔洞与所述第一半导体层形成电连接；由第二电极到第一电极分布的各第一孔洞的深度依次为0.8±0.05μm，0.9±0.05μm，1±0.05μm，1.1±0.05μm，1.2±0.05μm，1.3±0.05μm，1.4±0.05μm。


6.如权利要求1所述的高可靠度的LE...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔永进，庄家铭，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44