发光二极管芯片及其制作方法技术

本公开提供了一种发光二极管芯片及其制作方法，属于半导体技术领域所述发光二极管芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、N型电极、P型电极和分布式布拉格反射镜；所述N型半导体层、所述有源层、所述P型半导体层依次层叠在所述衬底的第一表面上；所述P型半导体层上设有延伸至所述N型半导体层的凹槽，所述N型电极设置在所述凹槽内的N型半导体层上，所述P型电极设置在所述P型半导体层上；所述分布式布拉格反射镜铺设在所述衬底的第二表面上，所述第二表面为所述第一表面的相反表面；所述N型半导体层的部分边缘区域为光线散射结构，所述光线散射结构由具有晶体缺陷的晶体结构形成。本公开有利于提升LED的正面出光效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管芯片及其制作方法


[0001]本公开涉及半导体
，特别涉及一种发光二极管芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体器件。LED 具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、可靠性高等优点，正在迅速而 广泛地应用在交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源、户外全彩 显示屏等领域。随着LED的应用领域逐渐变广，市场对LED的性能要求不断提 高，特别是LED的发光亮度。
[0003]芯片是LED的核心器件。相关技术中，LED芯片包括衬底、N型半导体层、 有源层、P型半导体层、N型电极、P型电极和DBR(Distributed Bragg Reflection， 分布式布拉格反射镜)。N型半导体层、有源层、P型半导体层依次层叠在衬底 的第一表面上，P型半导体层上设有延伸至N型半导体层的凹槽。N型电极设 置在凹槽内的N型半导体层上，P型电极设置在P型半导体层上。DBR铺设在 衬底的第二表面上，第二表面为第一表面的相反表面。
[0004]N型电极和P型电极注入电流，N型半导体层提供的电子和P型半导体层 提供的空穴迁移到有源层内复合发光。有源层发出的光线会射向四面八方，但是 LED应用时只能使用从芯片正面(即P型电极所在侧)射出的光线。相关技术 利用DBR对射向芯片背面(即DBR所在侧)的光线进行反射，反射效果有限， LED的正面出光效率还有待提升。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种发光二极管芯片及其制作方法，有利于提升LED 的正面出光效率。所述技术方案如下：
[0006]一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包 括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、N型电极、P型电极和分布式 布拉格反射镜；所述N型半导体层、所述有源层、所述P型半导体层依次层叠 在所述衬底的第一表面上；所述P型半导体层上设有延伸至所述N型半导体层 的凹槽，所述N型电极设置在所述凹槽内的N型半导体层上，所述P型电极设 置在所述P型半导体层上；所述分布式布拉格反射镜铺设在所述衬底的第二表 面上，所述第二表面为所述第一表面的相反表面；所述N型半导体层的部分边 缘区域为光线散射结构，所述光线散射结构由具有晶体缺陷的晶体结构形成。
[0007]可选地，所述光线散射结构内的晶体缺陷沿从所述衬底到所述有源层的方 向逐渐减小。
[0008]可选地，所述光线散射结构与所述有源层间隔设置。
[0009]可选地，所述发光二极管芯片还包括电流阻挡层和透明导电层，所述电流阻 挡层包括第一子层、第二子层和第三子层；所述第一子层设置在所述P型电极 的边缘区域和所述P型半导体层之间，所述第二子层设置在所述第一子层和所 述第一子层周围的P型半导体层上，所述第三子层设置在所述第二子层和所述 第二子层周围的P型半导体层上，所述透明导电层设置在所述电流阻挡层和所 述电流阻挡层周围的P型半导体层上。
[0010]可选地，所述第一子层周围的P型半导体层上的第二子层内具有多个通孔， 每个所述通孔从所述第三子层延伸至所述P型半导体层。
[0011]可选地，所述通孔的数量沿远离所述P型电极的方向逐渐增多。
[0012]可选地，所述通孔的横截面为等腰三角形，所述等腰三角形的顶角指向所述 P型电极，所述通孔的横截面垂直于所述通孔的延伸方向。
[0013]另一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管芯片的制作方法，所述制作 方法包括：
[0014]在衬底的第一表面上形成生长N型半导体层，所述N型半导体层的部分区 域为光线散射结构，所述光线散射结构由具有晶体缺陷的晶体结构形成；
[0015]在所述N型半导体层上依次生长有源层和P型半导体层；
[0016]在所述P型半导体层上开设延伸至所述N型半导体层的凹槽；
[0017]在所述凹槽内的N型半导体层上设置N型电极，在所述P型半导体层上设 置P型电极；
[0018]在所述衬底的第二表面上铺设分布式布拉格反射镜，所述第二表面为所述 第一表面的相反表面。
[0019]可选地，所述在衬底的第一表面上形成生长N型半导体层，包括：
[0020]在所述第一表面上生长N型半导体层；
[0021]在所述N型半导体层的中心区域形成保护层；
[0022]向所述N型半导体层的边缘区域注入离子；
[0023]对所述N型半导体层的边缘区域进行腐蚀，形成光线散射结构；
[0024]去除所述保护层。
[0025]可选地，所述制作方法包括：
[0026]在所述P型半导体层与所述P型电极的边缘区域相对的区域上形成第一子 层；
[0027]在所述第一子层和所述第一子层周围的P型半导体层上形成第二子层；
[0028]在所述第二子层和所述第二子层周围的P型半导体层上形成第三子层，所 述第一子层、所述第二子层和所述第三子层组成电流阻挡层；
[0029]在所述第三子层和所述第三子层周围的P型半导体层上形成透明导电层。
[0030]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0031]通过具有晶体缺陷的晶体结构在N型半导体层的部分边缘区域形成光线散 射结构，光线散射结构可以将光线散开，一方面改变射向DBR所在侧的光线角 度，将大入射角度变为小入射角度，有利于DBR将光线反射到P型电极所在侧 射出；另一方面改变射向芯片侧面的光线角度，部分光线可以反射到P型电极 所在侧射出，部分光线可以反射到DBR再反射到P型电极所在侧射出，从而增 加P型电极所在侧射出的光线，提升LED的正面出光效率。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 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公开的 一些实施例，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 可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的结构示意图；
[0034]图2是本公开实施例提供的光线散射结构的俯视图；
[0035]图3是本公开实施例提供的电流阻挡层的结构示意图；
[0036]图4是本公开实施例提供的通孔的俯视图；
[0037]图5是本公开实施例提供的发光二极管芯片的俯视图；
[0038]图6是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法的流程图。
具体实施方式
[0039]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实 施方式作进一步地详细描述。
[0040]LED芯片的结构包括正装、倒装和垂直三种。正装结构的LED芯片包括衬 底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、N型电极、P型电极和DBR。DBR 固定在支架上，衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层依次层叠在DBR 上，P型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管芯片包括衬底(10)、N型半导体层(21)、有源层(22)、P型半导体层(23)、N型电极(31)、P型电极(32)和分布式布拉格反射镜(40)；所述N型半导体层(21)、所述有源层(22)、所述P型半导体层(23)依次层叠在所述衬底(10)的第一表面上，所述P型半导体层(23)上设有延伸至所述N型半导体层(21)的凹槽(20)；所述N型电极(31)设置在所述凹槽(20)内的N型半导体层(21)上，所述P型电极(32)设置在所述P型半导体层(23)上；所述分布式布拉格反射镜(40)铺设在所述衬底(10)的第二表面上，所述第二表面为所述第一表面的相反表面；所述N型半导体层(21)的部分区域为光线散射结构(211)，所述光线散射结构(211)由具有晶体缺陷的晶体结构形成，所述光线散射结构(211)与所述P型半导体层(23)的边缘相对。2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述光线散射结构(211)内的晶体缺陷沿从所述衬底(10)到所述有源层(22)的方向逐渐减小。3.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述光线散射结构(211)与所述有源层(22)间隔设置。4.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管芯片还包括电流阻挡层(50)和透明导电层(60)，所述电流阻挡层(50)包括第一子层(51)、第二子层(52)和第三子层(53)；所述第一子层(51)设置在所述P型电极(32)的边缘区域和所述P型半导体层(23)之间，所述第二子层(52)设置在所述第一子层(51)和所述第一子层(51)周围的P型半导体层(23)上，所述第三子层(53)设置在所述第二子层(52)和所述第二子层(52)周围的P型半导体层(23)上，所述透明导电层(60)设置在所述电流阻挡层(50)和所述电流阻挡层(50)周围的P型半导体层(23)上。5.根据权利要求4所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一子层(51)周围的P型半导体层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰叶，吴志浩，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：