一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片，包括N型半导体层、形成在N型半导体层上的发光层、形成在发光层上的P型半导体层、形成在P型半导体层上的透明导电层、形成在透明导电层上的P电极和形成于N型半导体层上的N电极，在P型半导体层上P电极对应的正下方形成有第一沟槽，第一沟槽上形成有电流阻挡层，电流阻挡层由多层二氧化硅层和二氧化钛层交互层叠而成。本实用新型专利技术具有散热效率高、电流扩散均匀、出光效率高等优点。电流阻挡层既起到阻挡电流的作用，使LED芯片的电流扩散均匀以达到热稳定的性能，又起到光线反射的作用以提高LED芯片的出光效率，同时，本实用新型专利技术还具有结构简单、易于量产、良率高的优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片
本技术涉及一种LED芯片，尤其是涉及一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片。
技术介绍
目前，发光二极管(LED)芯片结构有正装结构，垂直结构和倒装焊结构，其中正装结构的发光二极管芯片如附图说明图1所示，主要包括衬底1、形成在衬底上的缓冲层2 (buffer layer)、形成在缓冲层上的N型半导体层3、形成在N型半导体层上的发光层4、形成在发光层上的P型半导体层5，形成P型半导体层5上的透明导电层6、以及P电极81和N电极 82。由于LED芯片的电流积聚效应特别明显，即电流主要集中在电极正下方的发光层部分区域，横向扩展比较小，电流分布很不均勻，导致局部电流密度过大，热量过高，大大降低了芯片的使用效率和寿命。同时，在此区域电流密度最大，自然发光强度也最大，但此区域出射的光绝大部分会被正上方的不透明电极所遮挡，导致LED的出光效率降低。为了解决上述问题，行业内的普遍方法是在P型半导体层和P型电极之间直接镀上一层绝缘介质作电流阻挡层，请参见图2，这样虽然能够减少电极下方的电流比例，在一定程度上增加电流的扩散性，但增加的电流阻挡层势必会吸收一部分的光线，降低发光二极管的出光效率。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种散热效率高、电流扩散均勻、出光效率高的具有反射型电流阻挡层的LED芯片。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片，包括N型半导体层、形成在N型半导体层上的发光层、形成在发光层上的 P型半导体层、形成在P型半导体层上的透明导电层、形成在透明导电层上的P电极和形成于N型半导体层上的N电极，其特征在于，在所述P型半导体层上P电极对应的正下方形成有第一沟槽，所述第一沟槽上形成有电流阻挡层，所述电流阻挡层由多层二氧化硅层和二氧化钛层交互层叠而成。本技术与现有技术相比的有益效果是由于在P型半导体层上P电极对应的正下方形成有第一沟槽，在第一沟槽的表面形成有电流阻挡层，电流阻挡层能够起到阻挡电流的作用，沟槽的形成破坏了 P电极下的PN结结构，沟槽边缘能够防止P电极的金属层跨越P、N电极形成的漏电流，对电流起到一定的阻挡作用，减少电流向P电极积聚，起到双层电流阻挡的作用，使P电极注入的电流横向扩展到P电极下方以外的发光区，降低了电流积聚在P电极下方时产生的热量，提高了 LED芯片热稳定性能的同时也延长了器件的使用寿命；由于电流阻挡层由多层二氧化硅层和二氧化钛层交互层叠而成，这样形成布拉格反射层，这样可以增加P电极下光的反射效率，减少P电极下方对光线的吸收，最大限度的提升LED芯片的外部光萃取效率，本技术的电流阻挡层既起到阻挡电流的作用，使LED芯片的电流扩散均勻以达到热稳定的性能，又起到光线反射的作用以提高LED芯片的出光效率，同时，本技术还具有结构简单、易于量产、良率高的优点。优选的，在N型半导体层上N电极对应的正下方形成有第二沟槽，采用这样的结构能够使N电极下方的电流扩散更均勻。优选的，所述第一沟槽和第二沟槽的深度在IOOnm至IOOOnm之间，该沟槽的厚度范围能有效阻挡电流，避免电流积聚在P电极下方，使电流扩散均勻。优选的，所述第一沟槽和第二沟槽的深度为500nm，该沟槽的厚度为优选值，能有效阻挡电流，避免电流积聚在P电极下方，使电流扩散均勻。优选的，所述电流阻挡层的厚度在2000nm至eOOOnm之间，电流阻挡层的宽度大于所述P电极的宽度，两者的宽度差距在3um到IOum之间，该结构及相应的数值范围能有效阻挡电流，避免电流积聚在P电极下方，使电流扩散均勻。优选的，所述电流阻挡层的厚度为4000nm，电流阻挡层的宽度大于所述P电极的宽度，两者的差距为6um，该结构及相应的数值范围能有效阻挡电流，避免电流积聚在P电极下方，使电流扩散均勻。优选的，所述电流阻挡层沿第一沟槽表面延伸至沟槽两侧，该结构能有效阻挡电流，避免电流积聚在P电极下方，使电流扩散均勻。优选的，所述P电极与透明导电层之间还形成有欧姆接触层，该结构可以使P电极与透明导电层之间结构良好。优选的，还包括衬底和形成于衬底上的缓冲层，所述N型半导体层、发光层、P型半导体层依次形成于所述缓冲层上，增加缓冲层能够避免衬底和N型半导体层因材料不同造成两者间存在较大的晶格缺陷，使两者间的晶格匹配度更高。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为现有技术LED芯片的结构示意图。图2为现有技术带电流阻挡层的LED芯片的结构示意图。图3为本技术具有反射型电流阻挡层的LED芯片的结构示意图。图4为本技术电流阻挡层的放大结构示意图。图5为LED外延片结构示意图；图6为图5的基础上通过刻蚀形成N电极台面的结构示意图；图7为图6的基础上形成沟槽后的结构示意图；图8为图7的基础上形成电流阻挡层后的结构示意图；图9为图8的基础上形成透明导电层后的结构示意图。具体实施方式请参见图3，本技术包括N型半导体层3、形成于N型半导体层3上的发光层 4、形成于发光层上的P型半导体层5、形成于P型半导体层上的透明导电层6、形成于透明导电层上的P电极81和形成于N型半导体层上的N电极82，在P型半导体层5上P型电极81对应的正下方形成有第一沟槽73，所述第一沟槽73上形成有电流阻挡层70，所述电流阻挡层70由多层二氧化硅层71和二氧化钛层72交互层叠而成。在实际生产中，根据需要LED芯片还包括衬底1和形成于衬底上的缓冲层2，所述N型半导体层3、发光层4、P型半导体层5依次形成于所述缓冲层2上。增加缓冲层2，能够避免衬底1和N型半导体层3 因材料不同造成两者间存在较大的晶格缺陷，使两者间的晶格匹配度更高。省略衬底1结构，能够使LED芯片更薄，在倒装结构的芯片中，减少衬底的吸光，增加芯片出光效率，但在芯片切割中容易导致LED芯片碎裂。因此生长好的外延片一般包括衬底1、缓冲层2、N型半导体层3、发光层4和P型半导体层5，在后续工艺中，制作完成的LED芯片需经过研磨，将衬底打磨到一定的厚度，或者根据需要将整个衬底全部剥离。在N型半导体层3上N电极 82对应的正下方还形成有第二沟槽74，采用这样的结构能够使N电极下方的电流扩散更均勻。所述第一沟槽73和第二沟槽74的深度在IOOnm至IOOOnm之间，优选第一沟槽73和第二沟槽74的深度为500nm。所述电流阻挡层70的材料可以是Ti02、Al203、Si02、Si3N4中的两种组合，电流阻挡层70的厚度在2000nm至6000nm之间，电流阻挡层70的宽度大于P 电极81的宽度，两者间的差距在3um到IOum之间，优选为所述电流阻挡层70沿着第一沟槽73表面沉积并左右延伸出P电极81的两侧，电流阻挡层70的厚度为4000nm，电流阻挡层70的宽度大于P电极81的宽度，两者间的差距为6um，即延伸出P电极81两侧的电流阻挡层70分别为3um。上述电流阻挡层70是通过光学镀膜机蒸镀工艺设置在所述第一沟槽 73表面的。所述P电极81与透明导电层6之间还形成有欧姆接触层9。在本技术中，不但增加的电流阻挡层72能够起到阻挡电流的作用，同时第一沟槽73也能够防止P电极81金属层跨越P电极81、N电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有反射型电流阻挡层的ＬＥＤ芯片，包括Ｎ型半导体层、形成在Ｎ型半导体层上的发光层、形成在发光层上的Ｐ型半导体层、形成在Ｐ型半导体层上的透明导电层、形成在透明导电层上的Ｐ电极和形成于Ｎ型半导体层上的Ｎ电极，其特征在于：在所述Ｐ型半导体层上Ｐ电极对应的正下方形成有第一沟槽，所述第一沟槽上形成有电流阻挡层，所述电流阻挡层由多层二氧化硅层和二氧化钛层交互层叠而成。

【技术特征摘要】
1.一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片，包括N型半导体层、形成在N型半导体层上的发光层、形成在发光层上的P型半导体层、形成在P型半导体层上的透明导电层、形成在透明导电层上的P电极和形成于N型半导体层上的N电极，其特征在于在所述P型半导体层上P电极对应的正下方形成有第一沟槽，所述第一沟槽上形成有电流阻挡层，所述电流阻挡层由多层二氧化硅层和二氧化钛层交互层叠而成。2.根据权利要求1所述的具有反射型电流阻挡层的LED芯片，其特征在于在N型半导体层上N电极对应的正下方形成有第二沟槽。3.根据权利要求2所述的具有反射型电流阻挡层的LED芯片，其特征在于所述第一沟槽和第二沟槽的深度在IOOnm至IOOOnm之间。4.根据权利要求3所述的具有反射型电流阻挡层的LED芯片，其特征在于所述第一沟槽和第二沟槽的深度为500nm。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊邦扬，叶国光，梁伏波，杨小东，曹东兴，
申请(专利权)人：广东银雨芯片半导体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44