Led 芯片及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种LED芯片及其形成方法。
【背景技术】
[0002]由于LED具有环保、节能、寿命长等优点，得到的广泛的应用。图1为现有技术中的水平结构LED芯片的结构示意图。由图1可知，该LED芯片具有如下特征:(I)该外延片结构中生长有常规的N型半导体层W ;(2)P电极V直接沉积在P型半导体Y表面的ITO材料的电流扩散层(Current Diffus1n Layer, a)L)7'之上,且P电极8'下方设置有S12材料的电流阻挡层(Current Blocking Layer, CBL) 61 ;(3)N电极5'直接接触N型半导体层2'。
[0003]在该LED芯片中，由于ITO材料的导电性好，而电流会选择电阻最小的路径进行传输扩散，所以电流从P电极8'注入后会沿电流扩散层7'表面快速扩散到台阶区域，然后再直接向下依次穿过P型半导体层5'、电子阻挡层(Electron Blocking Layer,EBL)4'、多量子讲(Multiple Quantum ffells,MQff)3/后进入N电极。该现象对LED芯片造成了一系列不良影响。首先，P型半导体层5'台阶边缘和N型半导体层2'中N电极5'附近的位置的电流密度很强，容易出现电流拥挤效应，从而导致电压偏高。其次，由于绝大部分电流是电流阻挡层6'形成的台阶边缘处向下穿越多量子阱3'，其它区域(特别是电流阻挡层6,正下方中心区域)多量子阱:V中注入的电流密度很低，发光很少，导致整体LED芯片的发光亮度偏低。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种驱动电压低、发光亮度高的LED芯片。本发明的另一个目的在于提出一种驱动电压低、发光亮度高的LED芯片的形成方法。
[0005]根据本发明实施例的LED芯片，可以包括以下部分:衬底；N型半导体层，所述N型半导体层位于所述衬底之上；多量子阱，所述多量子阱位于所述N型半导体层之上，所述多量子阱的面积小于所述N型半导体层的面积，以在所述N型半导体层上形成N电极安装区；电子阻挡层，所述电子阻挡层位于所述多量子阱之上；P型半导体层，所述P型半导体层位于所述电子阻挡层之上，所述P型半导体层具有线形开口，所述线形开口的底部与所述电子阻挡层接触；N电极，所述N电极形成在所述N电极安装区上；P电极，所述P电极包括:P电极线部，所述P电极线部填充所述线形开口的底部；P电极端部，所述P电极端部位于所述P型半导体层之上并且位于所述线形开口上边缘的一端4PP电极连接部，所述P电极连接部连接所述P电极端部和所述P电极线部的一端；以及隔离层，所述隔离层位于所述P电极端部与所述P型半导体层之间，所述隔离层的形状与所述P电极端部的形状相匹配。
[0006]根据本发明上述实施例的LED芯片，至少具有如下优点:
[0007](I)P电极中的P电极端部充当外界电连接的部分保留在P型半导体层表面，而该P电极端部底部设计有隔离层组织电流从P电极端部下方进入多量子阱，也就是说电流仅能从P电极线部流入多量子阱。
[0008](2) P电极线部是设置在紧挨多量子阱之上的电子阻挡层中的，因此外部电流从P电极端部注入后导向P电极线部然后直接扩散到电子阻挡层并注入多量子阱，无需经过整个P型半导体层和电子阻挡层的上半部分，减少了驱动电压，提高了电流的注入效率从而提高了发光效率。
[0009](3)结构简单，适合大批量生产。
[0010]另外，根据本发明实施例的LED芯片还可以具有如下附加技术特征:
[0011]在本发明的一个实施例中，所述N电极包括:N电极线部，所述N电极线部与所述线形开口平行；和N电极端部，所述N电极端部与所述N电极线部的一端相连。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述N电极安装区靠近所述LED芯片的一侧，所述线型开口靠近所述LED芯片的另一侧。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述隔离层延伸至所述线性开口的侧壁。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述N型半导体层包括:第一 N型半导体层，所述第一N型半导体层位于所述衬底之上；以及第二 N型半导体层，所述第二 N型半导体层位于所述第一 N型半导体层之上，其中所述第一 N型半导体层的掺杂浓度大于所述第二 N型半导体层的掺杂浓度，所述第一 N型半导体层的面积大于所述第二 N型半导体层的面积，以在所述第一 N型半导体层上形成N电极安装区。
[0015]在本发明的一个实施例中，还包括:N电极电流扩散层，所述N电极电流扩散层位于所述N电极与所述N型半导体层之间，且所述N电极电流扩散层的形状与所述N电极的形状相匹配。
[0016]在本发明的一个实施例中，还包括:出光层，所述出光层位于所述P型半导体层顶表面的未被所述P电极覆盖的区域之上。
[0017]根据本发明另一方面的实施例的LED芯片的形成方法，可以包括以下步骤:提供衬底；在所述衬底之上形成N型半导体层；在所述N型半导体层之上形成多量子阱；在所述多量子阱之上形成电子阻挡层；在所述电子阻挡层之上形成P型半导体层；对所述P型半导体层、电子阻挡层和多量子阱层进行局部刻蚀，以暴露出所述N型半导体层的一部分作为N电极安装区；在所述P型半导体层中形成一个线形开口，所述线形开口的底部与所述电子阻挡层接触；在所述P型半导体层之上且位于所述线性开口上边缘的一端的位置形成图形化的隔离层；以及形成N电极和P电极，其中所述N电极位于所述N电极安装区上，所述P电极包括:p电极线部，所述P电极线部填充所述线形开口的底部；p电极端部，所述P电极端部位于所述隔离层之上并且所述P电极端部的形状与所述隔离层的形状相匹配；和卩电极连接部，所述P电极连接部连接所述P电极端部和所述P电极线部的一端。
[0018]根据本发明上述实施例的LED芯片的形成方法，至少具有如下优点:
[0019](I)制得的LED芯片中P电极中的P电极端部充当与外界电连接的部分保留在P型半导体层表面，而该P电极端部底部设计有隔离层组织电流从P电极端部下方进入多量子阱，也就是说电流仅能从P电极线部流入多量子阱。
[0020](2) P电极线部是设置在紧挨多量子阱之上的电子阻挡层中的，因此外部电流从P电极端部注入后导向P电极线部然后直接扩散到电子阻挡层并注入多量子阱，无需经过整个P型半导体层和电子阻挡层的上半部分，减少了驱动电压，提高了电流的注入效率从而提高了发光效率。
[0021 ] (3)工艺简单，适合大批量生产。
[0022]另外，根据本发明实施例的LED芯片的形成方法还可以具有如下附加技术特征:
[0023]在本发明的一个实施例中，所述N电极包括:N电极线部，所述N电极线部与所述线形开口平行；和N电极端部，所述N电极端部与所述N电极线部的一端相连。
[0024]在本发明的一个实施例中，所述N电极安装区靠近所述LED芯片的一侧，所述线型开口靠近所述LED芯片的另一侧。
[0025]在本发明的一个实施例中，所述隔离层延伸至所述线性开口的侧壁。
[0026]在本发明的一个实施例中，所述在所述衬底之上形成N型半导体层包括以下步骤:在所述衬底之上形成第一 N型半导体层；以及在所述第一 N型半导体层之上形成第二 N型半导体层之上，其中所述第一 N型半导体层的掺杂浓度大于所述第二 N型半导体层的掺杂浓度，所述第一 N型半导体层的面积大于所述第二 N型半导体层的面积，并且所述N电极形成在所述第一 N型半导体层之上。
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