本发明专利技术提供一种具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片及其制作方法，提供一至少包括衬底及位于其上的发光外延结构的LED外延片；在位于LED外延片表面、垂直对应预制作第一电极的区域制作阶梯式电流阻挡结构；在LED外延片及阶梯式电流阻挡结构表面制作透明导电层，而后相应的制作第一电极、第二电极、及保护层。本发明专利技术采用的阶梯式电流阻挡结构边缘的梯度变缓，增大了透明导电层与阶梯式电流阻挡结构的接触面积，避免透明导电层（ITO）在电流阻挡结构的边缘侧壁处（阶梯处）厚度变薄甚至出现断开的现象，提升了透明导电层的阶梯覆盖能力，进而改善了透明导电层的电流扩散能力，增加了LED芯片的电光转换效率，提高了LED芯片的亮度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种LED芯片及其制作方法，特别是涉及一种具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片及其制作方法。
技术介绍
LED (Light Emitting Diode)芯片，也称为LED发光芯片，是LED灯的核心组件，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。LED芯片主要由两部分组成，一部分是P型半导体，空穴占为多数载流子，另一部分是N型半导体，电子为多数载流子，两种半导体连接起来时，形成P-N结。当电流通过导线作用于这个芯片的时候，电子就会被推向P区，在P-N结合区(如量子阱区)电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED芯片发光的原理，其中，发出光的颜色依赖于光波长，且由形成P-N结的材料决定的。LED在生产过程中不要添加“汞”，也不需要充气，不需要玻璃外壳，抗冲击性好，抗震性好，不易破碎，便于运输，非常环保，被称为“绿色能源”。最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。随着半导体科技的进步，现今的LED芯片已具备了高亮度的输出，加上LED芯片具有省电、体积小、低电压驱动、寿命非常长(普遍在5万至10万小时之间)等优点，因此，LED芯片已广泛地应用在显示器与照明等领域。由于LED芯片是一种电致发光器件，因此需要在发光材料表面制作电极，从电极注入电流来驱动LED芯片发光。电极的面积越大，电流注入越容易，电流分布能做到更均匀，工作电压也能降低，有利于提高电光转换效率，但是由于电极都是吸光材料，其面积越大遮光面也越大，因而导致电光转换效率的下降。为了解决这一矛盾，业界已提出在LED上制作电流阻挡层和透明导电层的方法，即在距离电极正下方一定深度的位置制作绝缘材料来阻止这块区域的电流通过，并在电流阻挡层及发光材料表面附着透明导电层，这样在电极的正下方就不会发光，所以电极实际上就没有或很少遮光，同时，透明导电层使电流更均匀的分散于LED发光材料表面，从而提高LED的电光转换效率。但是，由于作为透明导电层的ITO (铟锡氧化物半导体)的阶梯覆盖能力不佳，如图8所示，往往会引起覆盖在电流阻挡层2’边缘侧壁处(阶梯处)的透明导电层3’(IT0膜)厚度变薄，甚至出现断开的现象，从而导致透明导电层3’(IT0膜)的阻抗增加、正向工作电压增大、电流扩散能力降低，最终使LED芯片的电光转换效率降低，造成LED芯片的亮度降低。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片及其制作方法，用于解决现有技术中透明导电层阶梯覆盖能力不佳引起的LED芯片的电光转换效率降低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片的制作方法，所述制作方法至少包括I)提供一 LED外延片,所述LED外延片至少包括衬底及位于所述衬底表面的发光外延结构，其中，所述发光外延结构由上至下依次包括第一导电类型外延层、有源层、及第二导电类型外延层； 2)在位于所述发光外延结构表面、垂直对应预制作第一电极的区域制作阶梯式电流阻挡结构；3)在所述发光外延结构及阶梯式电流阻挡结构表面制作透明导电层，而后制作连接于所述第二导电类型外延层的第二电极，及于所述透明导电层表面上与所述阶梯式电流阻挡结构垂直对应的区域制作第一电极；4)在所述透明导电层及发光外延结构表面形成保护层，而后进行研磨、划裂以完成具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片制作。可选地，所述步骤2)中在制作阶梯式电流阻挡结构之前，先在其对应的区域形成一电流阻挡层，所述电流阻挡层为单层结构或叠层结构，其中的所述单层结构或所述叠层结构中的每一层的材料为氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的任意一种。可选地，所述电流阻挡层为多层结构，且所述多层结构由上至下各层材料的刻蚀速率逐层降低。可选地，对所述电流阻挡层交替采用干法刻蚀与氧等离子体灰化，以将所述电流阻挡层制作为所述阶梯式电流阻挡结构，其中，所述干法刻蚀至少包括反应离子刻蚀、或电感耦合等离子体刻蚀。可选地，利用缓冲氧化层蚀刻液或氢氟酸刻蚀所述电流阻挡层，以将所述电流阻挡层制作为所述阶梯式电流阻挡结构。可选地，所述LED外延片还包括位于所述外延发光结构与所述衬底之间的缓冲层或反射层。本专利技术还提供一种具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片，所述LED芯片至少包括LED外延片，至少包括衬底及位于所述衬底表面的发光外延结构，其中，所述发光外延结构由上至下依次包括第一导电类型外延层、有源层、及第二导电类型外延层；阶梯式电流阻挡结构，位于所述发光外延结构表面，以阻挡电流直接垂直注入位于其下的发光外延结构，迫使电流横向扩展分布；透明导电层，覆盖于所述发光外延结构及阶梯式电流阻挡结构表面，借助所述阶梯式电流阻挡结构，进一步使电流均勻分布于所述发光外延结构；第一电极，位于所述透明导电层表面，且与所述阶梯式电流阻挡结构垂直对应；第二电极，连接于所述第二导电类型外延层；保护层，位于所述透明导电层及发光外延结构表面。可选地，所述阶梯式电流阻挡结构为单层结构或叠层结构，其中的所述单层结构或所述叠层结构中的每一层的材料为氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的任意一种。可选地，所述阶梯式电流阻挡结构为由上至下各层材料刻蚀速率逐层降低的多层结构。可选地，所述LED外延片还包括位于所述外延发光结构与所述衬底之间的缓冲层或反射层。如上所述，本专利技术的具有 阶梯式电流阻挡结构的LED芯片及其制作方法，具有以下有益效果与传统电流阻挡层相比，本专利技术采用的阶梯式电流阻挡结构边缘的梯度变缓，增大了透明导电层与阶梯式电流阻挡结构的接触面积，避免了透明导电层(ITO)在电流阻挡结构的边缘侧壁处(阶梯处)厚度变薄，甚至出现断开的现象，提升了透明导电层的阶梯覆盖能力，进而改善了透明导电层的电流扩散能力，增加了 LED芯片的电光转换效率，提高了 LED芯片的亮度。附图说明图I至图6显示为本专利技术具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片及其制作方法在实施例一中的结构示意图。图7显示为本专利技术具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片及其制作方法在实施例二中的结构示意图。图8显示为现有技术中透明导电层ITO膜在电流阻挡层的边缘侧壁处厚度变薄的结构示意图。具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图I至图7。需要说明的是，以下具体实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。由于LED芯片中作为透明导电层的ITO (铟锡氧化物半导体)对电流阻挡层的阶梯覆盖能力不佳，往往会引起覆盖在电流阻挡层边缘处(阶梯处)的ITO膜厚度变薄，甚至出现断开的现象，从而导致LED芯片的电光转换效率降低，造成LED芯片的亮度降低。鉴于此本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括：1）提供一LED外延片，所述LED外延片至少包括衬底及位于所述衬底表面的发光外延结构，其中，所述发光外延结构由上至下依次包括第一导电类型外延层、有源层、及第二导电类型外延层；2）在位于所述发光外延结构表面、垂直对应预制作第一电极的区域制作阶梯式电流阻挡结构；3）在所述发光外延结构及阶梯式电流阻挡结构表面制作透明导电层，而后制作连接于所述第二导电类型外延层的第二电极，及于所述透明导电层表面上与所述阶梯式电流阻挡结构垂直对应的区域制作第一电极；4）在所述透明导电层及发光外延结构表面形成保护层，而后进行研磨、划裂以完成具有阶梯式电流阻挡结构的LED芯片制作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢昶鸣，
申请(专利权)人：合肥彩虹蓝光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。