本实用新型涉及LED芯片领域，特别是一种新型P-GaN薄膜结构的LED芯片。
背景技术：
目前，GaN基LED的发光二极管是由发光二极管的内量子效率和光提取率决定的。GaN基LED主要采用蓝宝石作为衬底，由于蓝宝石的绝缘性，因此LED芯片的p型电极和n型电极只能设计制作在芯片的同一外延面上。常规的GaN基LED结构包括衬底、n型半导体层、多量子阱有源区、p型半导体层和透明导电层。同时，Ag纳米粒子具有局域表面等离子体增强效应，将Ag纳米粒子应用于p型半导体层能够提高P-GaN薄膜的质量以及LED的光效。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种新型P-GaN薄膜结构的LED芯片，通过改变P-GaN薄膜的结构，从而提高P-GaN薄膜的质量以及LED芯片的出光效率。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：
一种新型P-GaN薄膜结构的LED芯片，其特征在于：包括衬底、n型半导体层、量子阱和p型半导体层，所述衬底上依次设置n型半导体层、量子阱和p型半导体层；所述p型半导体层包括底层P-GaN层、顶层P-GaN层和由Ag纳米粒子形成的Ag金属膜，所述Ag金属膜位于底层P-GaN层和顶层P-GaN层之间，所述底层P-GaN层设置在量子阱上。
进一步地，所述底层P-GaN层和Ag金属膜的接触表面为平整的层状结构或者非平整的岛状结构。
进一步地，所述顶层P-GaN层和Ag金属膜的接触面的对向表面为平整的层状结构。
进一步地，所述n型半导体层为N-GaN层，所述量子阱为InGaN/GaN量子阱。
进一步地，所述衬底由蓝宝石材料制作而成。
进一步地，还包括缓冲层，所述缓冲层设置于衬底和n型半导体层之间。
进一步地，所述缓冲层由AlGaN材料制作而成。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种新型P-GaN薄膜结构的LED芯片，包括衬底、n型半导体层、量子阱和p型半导体层，所述p型半导体层包含由Ag纳米粒子形成的Ag金属膜。使用Ag纳米粒子作为掩膜，能够促进横向过生长，诱导位错湮灭，从而提高P-GaN薄膜的质量；同时，Ag纳米粒子具有局域表面等离子体增强效应，能够提高空穴浓度，同时可以有效抑制缺陷发光，从而大幅度提高LED的光效；另外，Ag纳米粒子对光具有很高的发射率，可以大幅度提高P-GaN薄膜对光的提出效率，从而提高LED的光效。Ag纳米粒子有利于降低P-GaN薄膜的电阻，提高空穴的注入效率；同时，还能够降低Mg受主激活能。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一种新型P-GaN薄膜结构的LED芯片的具体结构图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的一种新型P-GaN薄膜结构的LED芯片的具体结构图，采用MOCVD技术在蓝宝石衬底10上依次生长AlGaN缓冲层20、N-GaN层30、InGaN/GaN量子阱40和P-GaN层，其中P-GaN层包括底层P-GaN层51、顶层P-GaN层53和由Ag纳米粒子52形成的Ag金属膜，所述Ag金属膜位于底层P-GaN层51和顶层P-GaN层53之间，所述底层P-GaN层51生长在量子阱上。P-GaN层的厚度一般为300-500nm。本实用新型的一种新型P-GaN薄膜结构的LED芯片均可应用于正装、倒装和垂直结构。
衬底采用蓝宝石材料制作而成，通常，GaN基材料和外延层主要生长在蓝宝石衬底10上。蓝宝石衬底10的生产技术成熟，器件质量较好，且蓝宝石的化学稳定性较好，对光吸收小，能够运用在高温生长过程中，另外，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。
由于GaN与蓝宝石衬底10晶格失配，因此需要生长平坦而没有裂纹的高质量GaN外延层非常困难，所以能够利用低温生长AlN或GaN作为缓冲再与高温生长GaN的二段生长法得到表面平坦如镜，低剩余载流子浓度，高电子迁移率的高质量GaN外延层。所以，通过引入AlGaN缓冲层20，大大缓解了衬底上外延GaN材料的应力，提高了晶体质量，从而提高了发光效率。
P-GaN层包含由Ag纳米粒子52形成的Ag金属膜。使用Ag纳米粒子52作为掩膜，能够促进横向过生长，诱导位错湮灭，从而提高P-GaN薄膜的质量；同时，Ag纳米粒子52具有局域表面等离子体增强效应，能够提高空穴浓度，同时可以有效抑制缺陷发光，从而大幅度提高LED的光效；另外，Ag纳米粒子52对光具有很高的发射率，可以大幅度提高P-GaN薄膜对光的提出效率，从而提高LED的光效。Ag纳米粒子52有利于降低P-GaN薄膜的电阻，提高空穴的注入效率；同时，还能够降低Mg受主激活能。
所述底层P-GaN层51和Ag金属膜的接触表面，即A表面可以为平整的层状结构或者为非平整的岛状结构。所述顶层P-GaN层53和Ag金属膜的接触面的对向表面，即B表面为平整的层状结构。
所述平整的层状结构或者非平整的岛状结构是由生长模式决定的，其中层状生长模式会导致生成平整的层状结构，岛状生长模式会导致生成非平整的岛状结构。
所述岛状生长模式是指在基片表面上吸附的气相原子凝结之后，会首先形成晶核，核会不断吸附气相原子形成小岛，岛吸附气相原子形成薄膜。当蒸发原子间的结合能比基片原子与蒸发原子间的结合能强很多时，才容易出现岛状生长模式。所述岛状生长，即形成核岛同时在水平和垂直方向进行生长，随着孤立成核小岛的长大，表面粗糙度逐渐增加。
所述层状生长模式是指先在基片表面以单原子层的形式均匀地覆盖一层，然后在三维方向依次生长第一层、第二层以及更高层。当基片原子与蒸发原子间的结合能接近于蒸发原子间的结合能时，才容易出现层状生长模式。
在制备本实用新型的LED芯片时，首先在蓝宝石衬底10上生长AlGaN缓冲层20，然后在AlGaN缓冲层20上生长N-GaN层30，然后在N-GaN层30上生长InGaN/GaN量子阱40，然后再在InGaN/GaN量子阱40上生长底层P-GaN层51，生长模式为二维层状生长、三维岛状生长或者二维层状生长和三维岛状生长相结合模式，使用的生长模式的不同会导致底层P-GaN层51的A表面的形状结构呈现平整的层状结构或者非平整的岛状结构。当生长完底层P-GaN层51后，接着在在底层P-GaN层51上镀制Ag金属材料，然后快速高温退火，退火时间为30-120秒，从而使所述Ag金属材料在底层P-GaN层51上形成由Ag纳米粒子52构成的Ag金属膜，Ag金属膜形成后，再使用MOCVD技术在Ag金属膜上生长顶层P-GaN层53，在生长顶层P-GaN层53的前中阶段时期生长模式可以为二维层状生长、三维岛状生长或者二维层状生长和三维岛状生长相结合模式，最后阶段时采用二维层状生长模式将顶层P-GaN层53的B表面长平整，最后再选择正装、倒装或者垂直结构进行封装。
所述MOCVD技术是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。
对比三维岛状生长模式和二维层状生长模式，所述三维岛状生长模式的生长速度较快，但导致的位错会较明显；而二维层状生长模式的生长速度较慢，但导致的位错会较少，因此，为了使LED芯片生长得更加平整，优选选用二维层状生长模式。
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。