本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED芯片及其制作方法。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱：LED)以能耗小、無污染、高亮度、長壽命等優(yōu)勢，成為人們關(guān)注的焦點，應(yīng)用于照明、背光、屏幕顯示、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域。

白光LED通常由GaN基LED芯片激發(fā)熒光粉得到，其中GaN基LED芯片主要采用以下步驟實現(xiàn)：在藍寶石襯底上依次生長n型氮化物半導(dǎo)體層、有源層、p型氮化物半導(dǎo)體層；利用光刻技術(shù)在p型氮化物半導(dǎo)體層上形成延伸至n型氮化物半導(dǎo)體層的凹槽；利用光刻技術(shù)在p型氮化物半導(dǎo)體層上形成電流阻擋層；利用光刻技術(shù)在電流阻擋層和p型氮化物半導(dǎo)體層上形成透明導(dǎo)電層；利用光刻技術(shù)在p型氮化物半導(dǎo)體層上形成p型電極、在n型氮化物半導(dǎo)體層上形成n型電極；利用光刻技術(shù)在n型氮化物半導(dǎo)體層、透明導(dǎo)電層、以及凹槽側(cè)壁上形成鈍化層。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：

電流阻擋層通常設(shè)置在p型氮化物半導(dǎo)體層上對應(yīng)p型電極的區(qū)域，避免電流直接從p型電極對應(yīng)區(qū)域的透明導(dǎo)電層縱向注入p型氮化物半導(dǎo)體層，驅(qū)使電流橫向擴展，擴大發(fā)光區(qū)域，提升LED芯片的亮度和發(fā)光效率。同時電流阻擋層下方發(fā)出的光線會被電流阻擋層吸收，影響LED芯片亮度和發(fā)光效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種LED芯片及其制作方法。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種LED芯片，所述LED芯片包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的n型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、p型氮化物半導(dǎo)體層、電流阻擋層、透明導(dǎo)電層，所述p型氮化物半導(dǎo)體層上設(shè)有延伸至所述n型氮化物半導(dǎo)體層的凹槽，所述n型氮化物半導(dǎo)體層、所述凹槽的側(cè)壁、所述透明導(dǎo)電層上設(shè)有鈍化層，所述透明導(dǎo)電層上的鈍化層上設(shè)有延伸至所述p型氮化物半導(dǎo)體層的第一通孔，p型電極設(shè)置在所述第一通孔內(nèi)，所述n型氮化物半導(dǎo)體層上的鈍化層上設(shè)有延伸至所述n型氮化物半導(dǎo)體層的第二通孔，n型電極設(shè)置在所述第二通孔內(nèi)，所述電流阻擋層上設(shè)有若干延伸至所述p型氮化物半導(dǎo)體層的第三通孔。

可選地，所述第三通孔為柱體。

優(yōu)選地，所述柱體的橫截面為圓形、三角形、方形、六邊形中的任一種。

更優(yōu)選地，所述柱體的橫截面上兩點之間的最長距離為1～5μm。

可選地，所述電流阻擋層采用以下材料中的一種或多種形成：二氧化硅、二氧化鈦、氮化硅。

另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種LED芯片的制作方法，所述制作方法包括：

在襯底上依次外延生長n型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、p型氮化物半導(dǎo)體層；

在所述p型氮化物半導(dǎo)體層上開設(shè)延伸至所述n型氮化物半導(dǎo)體層上的凹槽；

在所述p型氮化物半導(dǎo)體層上形成電流阻擋層，所述電流阻擋層內(nèi)設(shè)有延伸至所述p型氮化鎵半導(dǎo)體層的通孔；

在所述電流阻擋層和所述p型氮化物半導(dǎo)體層上形成透明導(dǎo)電層，所述透明導(dǎo)電層內(nèi)設(shè)有與所述p型氮化鎵半導(dǎo)體層內(nèi)的通孔連通的通孔；

在所述n型氮化物半導(dǎo)體層、所述凹槽的側(cè)壁、所述透明導(dǎo)電層上形成鈍化層，所述透明導(dǎo)電層上的鈍化層內(nèi)設(shè)有與所述透明導(dǎo)電層內(nèi)的通孔連通的通孔，所述透明導(dǎo)電層上的鈍化層內(nèi)的通孔、所述透明導(dǎo)電層內(nèi)的通孔、所述電流阻擋層內(nèi)的通孔組成第一通孔，所述n型氮化物半導(dǎo)體層上的鈍化層上設(shè)有延伸至所述n型氮化物半導(dǎo)體層的第二通孔；

在所述第一通孔內(nèi)設(shè)置p型電極，在所述第二通孔內(nèi)設(shè)置n型電極；

所述電流阻擋層上還設(shè)有若干延伸至所述p型氮化物半導(dǎo)體層的第三通孔。

可選地，所述第三通孔為柱體。

優(yōu)選地，所述柱體的橫截面為圓形、三角形、方形、六邊形中的任一種。

更優(yōu)選地，所述柱體的橫截面上兩點之間的最長距離為1～5μm。

可選地，所述電流阻擋層采用以下材料中的一種或多種形成：二氧化硅、二氧化鈦、氮化硅。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

通過設(shè)置電流阻擋層避免電流直接從p型電極對應(yīng)區(qū)域的透明導(dǎo)電層縱向注入p型氮化物半導(dǎo)體層，驅(qū)使電流橫向擴展，擴大發(fā)光區(qū)域，同時電流阻擋層上設(shè)有若干延伸至p型氮化物半導(dǎo)體層的第三通孔，電流阻擋層下方發(fā)出的光線可以通過第三通孔射出，提高了LED芯片的出光效率，增加了LED芯片的發(fā)光亮度。而且制作方法簡單，不需要額外增加制作步驟，實現(xiàn)成本低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A-A處的剖面圖；

圖3是本發(fā)明實施例二提供的一種LED芯片的制作方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一

本發(fā)明實施例提供了一種LED芯片，參見圖1和圖2，該LED包括襯底1、以及依次層疊在襯底1上的n型氮化物半導(dǎo)體層2、發(fā)光層3、p型氮化物半導(dǎo)體層4、電流阻擋層5、透明導(dǎo)電層6，p型氮化物半導(dǎo)體層4上設(shè)有延伸至n型氮化物半導(dǎo)體層2的凹槽，n型氮化物半導(dǎo)體層2、凹槽的側(cè)壁、透明導(dǎo)電層6上設(shè)有鈍化層7，透明導(dǎo)電層6上的鈍化層7上設(shè)有延伸至p型氮化物半導(dǎo)體層4的第一通孔，p型電極8設(shè)置在第一通孔內(nèi)，n型氮化物半導(dǎo)體層2上的鈍化層7上設(shè)有延伸至n型氮化物半導(dǎo)體層2的第二通孔，n型電極9設(shè)置在第二通孔內(nèi)。

在本實施例中，如圖2所示，電流阻擋層5上設(shè)有若干延伸至p型氮化物半導(dǎo)體層4的第三通孔50。

可選地，第三通孔可以為柱體。

優(yōu)選地，柱體的橫截面可以為圓形、三角形、方形、六邊形中的任一種。

更優(yōu)選地，柱體的橫截面上兩點之間的最長距離可以為1～5μm。

可選地，電流阻擋層可以采用以下材料中的一種或多種形成：二氧化硅、二氧化鈦、氮化硅。

具體地，襯底可以為藍寶石襯底，也可以氮化物半導(dǎo)體，如SiN、GaN；n型氮化物半導(dǎo)體層可以為n型摻雜的GaN層；發(fā)光層可以包括交替層疊的InGaN量子阱層和GaN量子壘層；p型氮化物半導(dǎo)體層可以為p型摻雜的GaN層；透明導(dǎo)電層可以為氧化銦錫層；鈍化層可以為二氧化硅層或者氮化硅層；p型電極可以包括依次層疊的Ni層、Al層、Cr層、Ni層、Au層，n型電極可以包括依次層疊的Ni層、Al層、Cr層、Ni層、Au層。

本發(fā)明實施例通過設(shè)置電流阻擋層避免電流直接從p型電極對應(yīng)區(qū)域的透明導(dǎo)電層縱向注入p型氮化物半導(dǎo)體層，驅(qū)使電流橫向擴展，擴大發(fā)光區(qū)域，同時電流阻擋層上設(shè)有若干延伸至p型氮化物半導(dǎo)體層的第三通孔，電流阻擋層下方發(fā)出的光線可以通過第三通孔射出，提高了LED芯片的出光效率，增加了LED芯片的發(fā)光亮度。而且制作方法簡單，不需要額外增加制作步驟，實現(xiàn)成本低。

實施例二

本發(fā)明實施例提供了一種LED芯片的制作方法，參見圖3，該制作方法包括：

步驟201：在襯底上依次外延生長n型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、p型氮化物半導(dǎo)體層。

具體地，襯底可以為藍寶石襯底，也可以氮化物半導(dǎo)體，如SiN、GaN；n型氮化物半導(dǎo)體層可以為n型摻雜的GaN層；發(fā)光層可以包括交替層疊的InGaN量子阱層和GaN量子壘層；p型氮化物半導(dǎo)體層可以為p型摻雜的GaN層。

步驟202：在p型氮化物半導(dǎo)體層上開設(shè)延伸至n型氮化物半導(dǎo)體層的凹槽。

步驟203：在p型氮化物半導(dǎo)體層上形成電流阻擋層，電流阻擋層內(nèi)設(shè)有延伸至p型氮化鎵半導(dǎo)體層的通孔和若干延伸至p型氮化物半導(dǎo)體層的第三通孔。

可選地，第三通孔可以為柱體。

優(yōu)選地，柱體的橫截面可以為圓形、三角形、方形、六邊形中的任一種。

更優(yōu)選地，柱體的橫截面上兩點之間的最長距離可以為1～5μm。

可選地，電流阻擋層可以采用以下材料中的一種或多種形成：二氧化硅、二氧化鈦、氮化硅。

步驟204：在電流阻擋層和p型氮化物半導(dǎo)體層上形成透明導(dǎo)電層，透明導(dǎo)電層內(nèi)設(shè)有與p型氮化鎵半導(dǎo)體層內(nèi)的通孔連通的通孔。

具體地，透明導(dǎo)電層可以為氧化銦錫層。

步驟205：在n型氮化物半導(dǎo)體層、凹槽的側(cè)壁、透明導(dǎo)電層上形成鈍化層，透明導(dǎo)電層上的鈍化層內(nèi)設(shè)有與透明導(dǎo)電層內(nèi)的通孔連通的通孔，透明導(dǎo)電層上的鈍化層內(nèi)的通孔、透明導(dǎo)電層內(nèi)的通孔、電流阻擋層內(nèi)的通孔組成第一通孔，n型氮化物半導(dǎo)體層上的鈍化層上設(shè)有延伸至n型氮化物半導(dǎo)體層的第二通孔。

具體地，鈍化層可以為二氧化硅層或者氮化硅層。

步驟206：在第一通孔內(nèi)設(shè)置p型電極，在第二通孔內(nèi)設(shè)置n型電極。

具體地，p型電極可以包括依次層疊的Ni層、Al層、Cr層、Ni層、Au層，n型電極可以包括依次層疊的Ni層、Al層、Cr層、Ni層、Au層。

本發(fā)明實施例通過設(shè)置電流阻擋層避免電流直接從p型電極對應(yīng)區(qū)域的透明導(dǎo)電層縱向注入p型氮化物半導(dǎo)體層，驅(qū)使電流橫向擴展，擴大發(fā)光區(qū)域，同時電流阻擋層上設(shè)有若干延伸至p型氮化物半導(dǎo)體層的第三通孔，電流阻擋層下方發(fā)出的光線可以通過第三通孔射出，提高了LED芯片的出光效率，增加了LED芯片的發(fā)光亮度。而且制作方法簡單，不需要額外增加制作步驟，實現(xiàn)成本低。

實施例三

本發(fā)明實施例提供了一種LED芯片的制作方法，是實施例二提供的制作方法的具體實現(xiàn)，該制作方法包括：

步驟301：采用金屬有機化學(xué)氣相沉積法在襯底上依次外延生長n型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、p型氮化物半導(dǎo)體層，形成外延片。

步驟302：清洗外延片，采用光刻技術(shù)和干法刻蝕技術(shù)在p型氮化物半導(dǎo)體層上開設(shè)延伸至n型氮化物半導(dǎo)體層的凹槽。

步驟303：采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在外延片上沉積二氧化硅薄膜，并在正性光刻膠的保護下濕法腐蝕形成布滿第三通孔的電流阻擋層，去除正性光刻膠，第三通孔的橫截面為直徑2μm的圓形。

步驟304：利用高能粒子蒸發(fā)成氧化銦錫薄膜，并在正性光刻膠的保護下濕法腐蝕形成透明導(dǎo)電層，去除正性光刻膠。

步驟305：采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)沉積二氧化硅薄膜，并在負性光刻膠的保護下濕法腐蝕形成鈍化層。

步驟306：利用高能粒子蒸發(fā)成金屬膜，剝離負性光刻膠形成p型電極和n型電極。

實施例四

本發(fā)明實施例提供了一種LED芯片的制作方法，是實施例二提供的制作方法的具體實現(xiàn)，該制作方法包括：

步驟401：采用金屬有機化學(xué)氣相沉積法在襯底上依次外延生長n型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、p型氮化物半導(dǎo)體層，形成外延片。

步驟402：清洗外延片，采用光刻技術(shù)和干法刻蝕技術(shù)在p型氮化物半導(dǎo)體層上開設(shè)延伸至n型氮化物半導(dǎo)體層的凹槽。

步驟403：采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在外延片上沉積二氧化硅薄膜，并在正性光刻膠的保護下濕法腐蝕形成布滿第三通孔的電流阻擋層，去除正性光刻膠，第三通孔的橫截面為六邊形。

步驟404：利用高能粒子蒸發(fā)成氧化銦錫薄膜，并在正性光刻膠的保護下濕法腐蝕形成透明導(dǎo)電層，去除正性光刻膠。

步驟405：利用高能粒子蒸發(fā)成金屬膜，并在正性光刻膠的保護下濕法腐蝕形成p型電極和n型電極。

步驟406：采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)沉積氮化硅薄膜，并在正性光刻膠的保護下干法腐蝕形成鈍化層。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。