Led芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于半導體領域，尤其涉及一種LED芯片。
【背景技術】
[0002]LED (Lighting Emitting D1de，發光二極管)芯片是LED的核心結構，目前，LED芯片大多采用藍寶石作為襯底，如圖1所示，芯片結構包括:(I)、在藍寶石襯底材料上分別沉積外延層，從下到上依次為緩沖層、N型GaN層，MQff (Multiple Quantum Wells，多量子阱)發光層，P型GaN層。(2)、將芯片從P型GaN層刻蝕至N型GaN層，在刻蝕區域上制備N電極即負極。(3)、在P型GaN層上沉積ITO (Indium tin oxide，氧化銦錫)層，在ITO層上制備P電極即正極，其中，ITO層之上包括二氧化硅鈍化層。
[0003]但是，對于如圖1所示的水平結構的LED芯片，電流擴散很不均勻，產生電流擴散不均勻的原因主要是因為P型GaN和N型GaN的電阻率差別很大，電流流經P型GaN層時，基本沒有橫向擴散，因此在P型GaN表面通過ITO透明導電層解決了電流擴散的問題。但是，如圖2所示，當電流經過P型GaN層擴散時，由于ITO層的電阻率較低，電流會經過ITO橫向擴散大量集聚在靠近負極的區域，發生擁堵現象，造成該部分電流密度過大，進而影響芯片的穩定性，降低其光效和使用壽命。
[0004]具體地，如圖3所示，為相關技術中的LED芯片電流流向的路徑模型。出現電流橫向擴散的區域只有ITO層和N型GaN層，其中，ITO層電阻設為dt，N型GaN層電阻設為dx，P型GaN層電阻設為R1，PN結臺階電阻設為R2。由于常規ITO材料的電阻率小于N型GaN的電阻率，其中，ITO的電阻率在10-4數量級，而N型GaN層的電阻率在10_2_10_3數量級，因此電流會優先通過ITO橫向擴散至靠近負極的區域例如圖3中的L路徑，造成電流擁堵在靠近負極的區域。
[0005]針對水平結構的LED芯片的電流會擁堵在靠近電極的區域的缺點，在相關技術中公開了一種改善的方案。如圖4所示，在相關技術中，基于上述芯片結構，在ITO層上制作完成孔洞，孔洞從正極向負極存在疏密分布，孔洞的制作使得電流能夠盡量均勻地注入整個LED芯片，使其工作于均勻發光的狀態，提高了 LED芯片的發光效率。
[0006]雖然在ITO層表面制作孔洞，緩解了電流優先向負極區域擴散的不均勻現象，但是，同樣存在一些問題，例如，ITO層表面電流的局部擴散不均勻，電流會優先流向沒有ITO孔洞的區域，即:ιτο上無孔洞的區域電流密度大，而有孔洞的區域電流密度小，因而也會造成電流擴散的不均勻性。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種LED芯片，該LED芯片可以有效減小電流擁堵，使得電流擴散更加均勻，發光效率得到提高，壽命長、穩定性得到增強。
[0008]本實用新型提供一種LED芯片，包括:襯底；在所述襯底之上依次包括緩沖層、N型半導體層、發光層、電子阻擋層、P型半導體層和透明導電層，其中，所述透明導電層為階梯狀透明導電層；p型電極，位于所述階梯狀透明導電層的最上端并與透明導電層電連接；N型電極，位于所述階梯狀透明導電層的最下端的旁側并與所述N型半導體層電連接。
[0009]優選地，所述透明導電層包括多個臺階，所述多個臺階的邊緣為圓弧形。
[0010]優選地，所述多個臺階呈軸對稱，對稱軸為P型電極和N型電極中心的連線。
[0011]優選地，所述透明導電層包括多個臺階，所述臺階的高度為8-25 μπι，所述臺階的寬度為3-10 μ m。
[0012]優選地，所述LED芯片還包括:
[0013]鈍化層，所述鈍化層覆蓋在透明導電層和N型電極層的裸露區域。
[0014]優選地，所述電子阻擋層為AlGaN層。
[0015]優選地，所述鈍化層為二氧化硅層。
[0016]根據本實用新型實施例的LED芯片，通過設置階梯狀的透明導電層，可以有效減少電流擁堵，進而芯片的發光效率得到提高，壽命長、穩定性得到增強。
[0017]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0018]本實用新型上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1為現有技術的一種LED芯片的結構示意圖；
[0020]圖2為現有技術的LED芯片的電流擁堵不意圖；
[0021]圖3為現有技術的LED芯片的電流擴散等效電路不意圖；
[0022]圖4為現有技術的LED芯片的ITO層上的孔洞結構示意圖；
[0023]圖5為根據本實用新型的一個實施例的LED芯片的結構示意圖；
[0024]圖6為根據本實用新型的一個具體實施例的LED芯片的透明導電層的截面圖；
[0025]圖7為根據本實用新型的一個具體實施例的LED芯片的透明導電層上的俯視圖；
[0026]圖8為根據本實用新型的另一個實施例的LED芯片的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0028]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0029]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0030]下面參照附圖描述根據本實用新型實施例提出的LEDN芯片以及LED芯片的制備方法。
[0031]圖5為根據本實用新型的一個實施例的LED芯片的結構示意圖。如圖5所示，本實用新型實施例的LED芯片100包括襯底10例如藍寶石襯底、在襯底10之上依次包括緩沖層20、N型半導體層30例如N型GaN層、發光層40例如MQW層、P型半導體層50例如P型GaN層和透明導電層60例如ITO層，ITO層起到增加電流擴散的作用，其中，所述透明導電層60為階梯狀透明導電層；以及，P型電極70和N型電極80，所述P型電極70位于所述階梯狀透明導電層的最上端并與透明導電層60電連接，所述N型電極80位于所述階梯狀透明導電層的最下端的旁側并與所述N型半導體層30電連接。具體地，在本實用新型實例中，電極即P型電極70和N型電極80可以包括Cr/Ti/Au電極、Cr/Pt/Au電極和Ti/Al/Ti/Au電極中的一種或兩種。
[0032]現有的LED芯片，由于透明導電層的電阻率較低，電流會經過透明導電層橫向擴散大量集聚在靠近N型電極的區域，發生擁堵現象，造成該部分電流密度過大，進而影響芯片的穩定性，降低其光效和使用壽命。針對此種問題，在本實用新型的一個實施例中，通過在P型半導體層50上設置階梯狀的透明導電層，使得透明導電層60的厚度沿P型電極70(正極)到N型電極80 (負極)的方向逐漸減小。具體地，由于材料電阻與橫截面積成反比，透明導電層60的厚度越小，即橫截面積越小，則透明導電層60的電阻越大。如圖3所示，電流在透明導電層60從P型電極區域向N型電極區域橫向擴散時將越來越困難，將不會優先經透明導電層60橫向擴散至N型電極區域，從而達到防止電流在N型電極區域聚集的目的。
[0033]所述透明導電層60的厚度為100-300nm，如圖6所示，透明導電層60包括多個臺階61，每個臺階61的高度和寬度可以一致，也可以根據透明導電層60的阻值作不同的調整，臺階61的個數與LED芯片的表面面積相關，可根據實際需要設置，具體臺階61的參數應與透明導電層60例如ITO層的電阻以及外延層N型半導體層30例如N型GaN層的電阻匹配。在本實用新型的一個實施例中，所述臺階61的高度為8-25 μπι，臺階61的寬度為3-10 μm0
[0034]優選地，例如圖7所示，所述臺階61的邊緣為圓弧形，則電流從P型電極70到N型電極80橫向流動的過程中，會更加均勻的擴散到整個透明導電層