一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片制造技术

技术编号:7017542 阅读:623 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
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

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