一种磁感应led芯片及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种磁感应LED芯片及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前应用比较广泛的芯片有水平芯片、倒装芯片、垂直芯片三种结构。通过ANSYS模拟分析，三种芯片起关键作用的结构(正极、负极、P_GaN、MQW、n-GaN)在相同条件下的电场强度、电流密度、焦耳热分析。其中，最大电场强度关系:水平〈倒装〈垂直;最大电流密度关系:垂直〈倒装〈水平;最大焦耳热关系:垂直〈倒装〈水平。对于水平结构和倒装结构靠近η电极的台阶处电流密度较大，在P-GaN层和量子阱层电流垂直流向，产生拥挤效应;在GaN层特别是下半部分电流横向流动，在台阶拐角处和负电极处电流密度很大，产生拥挤效应。由于电流拥挤的存在以至于广大活性区域没有得到充分的利用，会导致器件发光效率低，并且引起发热不均产生局部高温，从而在这个区域产生较大热应力，对LED的可靠性产生很大威胁。而且现有技术的芯片封装焊线工艺会产生虚焊漏焊等诸多问题，此外焊接需要大量的金线增加了生产成本。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能简化封装工艺，节约成本的一种磁感应LED芯片及其制备方法。
[0004]本发明所采取的技术方案是:
一种磁感应LED芯片，包括发光结构，所述发光结构的侧面纵向环绕有透明的磁感应线圈。
[0005 ]作为所述的一种磁感应LED芯片的进一步改进，所述磁感应线圈由导电材料和覆盖在导电材料表面的绝缘层组成。
[0006]作为所述的一种磁感应LED芯片的进一步改进，所述发光结构包括n-GaN发光层和形成在n-GaN发光层上的发光外延结构。
[0007]作为所述的一种磁感应LED芯片的进一步改进，所述发光外延结构由上到下依次为 ρ-GaN层、p-Al0.1sGa0.85N 层、In0.Q6GaQ.94N 层和 n-Al0.1sGa0.85N 层，所述 n_Al0.1sGa0.85N 层形成在n-GaN发光层上。
[0008]作为所述的一种磁感应LED芯片的进一步改进，所述发光外延结构呈倒梯形结构。
[0009]本发明所采用的另一技术方案是:
一种磁感应LED芯片制备方法，包括以下步骤:
A、在蓝宝石衬底上生长形成GaN缓冲层；
B、在GaN缓冲层上生长形成n-GaN发光层；
C、在n-GaN发光层上生长形成发光外延结构；
D、将蓝宝石衬底和GaN缓冲层进行剥离；
E、通过透明的磁感应线圈将n-GaN发光层和发光外延结构的侧面进行纵向环绕，得到磁感应LED芯片。
[0010]作为所述的一种磁感应LED芯片制备方法的进一步改进，所述步骤C包括:
Cl、在n-GaN发光层上外延生长形成n-Al0.15Ga0.85N层；
C2、在 n-Al0.1sGa0.85N 层上生长形成 In0.06Ga0.94N 层；
C3、在 In。.Q6Ga0.94N层上生长形成 p-Al0.1sGa0.85N 层；
C4、在p-Al0.1sGa0.85N层上生长形成ρ-GaN层。
[0011]本发明的有益效果是:
本发明一种磁感应LED芯片及其制备方法通过采用透明的磁感应线圈将n-GaN发光层和发光外延结构的侧面进行纵向环绕，能通过电磁感应取代传统的有线连接，从而利用感应电流激发LED发光，彻底抛弃了现有的焊接工艺，大大简化封装工艺流程，使封装更加方便快捷高效，有效节约生产成本。而且通过磁感应线圈能代替蓝宝石衬底和GaN缓冲层的功能，有效简化外延生产工艺，大大增大芯片的出光效率。
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
图1是本发明一种磁感应LED芯片的结构示意图；
图2是本发明一种磁感应LED芯片制备方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0013]参考图1，本发明一种磁感应LED芯片，包括发光结构，所述发光结构的侧面纵向环绕有透明的磁感应线圈I。
[0014]进一步作为优选的实施方式，所述磁感应线圈I由导电材料和覆盖在导电材料表面的绝缘层组成。
[0015]进一步作为优选的实施方式，所述发光结构包括n-GaN发光层6和形成在n-GaN发光层6上的发光外延结构。
[0016]进一步作为优选的实施方式，所述发光外延结构由上到下依次为p-GaN层2、p-Al0.1sGa0.85N 层 3、In0.06Ga0.94N层 4 和 n-Al0.1sGa0.85N 层 5，所述 n-Al0.1sGa0.85N 层 5 形成在 n_GaN发光层6上。
[0017]进一步作为优选的实施方式，所述发光外延结构呈倒梯形结构，通过倒梯形结构可以有效增加出光率。
[0018]优选的，磁感应LED芯片侧面磁感应线圈I的横向宽度可根据芯片的具体参数调整，也可以做成分立条形，可以将磁感应线圈I多条分立以增加芯片的机械强度和稳定性，可以根据出光效果可以将磁感应线圈I将两个侧面和上下底全覆盖。
[0019]参考图2，本发明一种磁感应LED芯片制备方法，包括以下步骤:
A、在蓝宝石衬底上生长形成GaN缓冲层；
B、在GaN缓冲层上生长形成n-GaN发光层6;
C、在n-GaN发光层6上生长形成发光外延结构；
D、将蓝宝石衬底和GaN缓冲层进行剥离；
E、通过透明的磁感应线圈I将n-GaN发光层6和发光外延结构的侧面进行纵向环绕，得到磁感应LED芯片。
[0020]进一步作为优选的实施方式，所述步骤C包括:
Cl、在n-GaN发光层6上外延生长形成n-Al0.1sGa0.85N层5 ；
C2、在 n-Al0.1sGa0.85N 层 5 上生长形成 In0.06Ga0.94N 层 4 ；
C3、在 In。.Q6Ga0.94N层 4 上生长形成 p-Al0.1sGa0.85N 层 3 ；
C4、在 p-Al0.15Ga0.85N 层 3 上生长形成 p_GaN 层 2。
[0021]本发明具体实施例中，将所述的磁感应LED芯片放入垂直于磁感应线圈I平面的正交电磁场中，磁感应LED芯片将会产生稳定的纵向感应电流从而激发n-GaN发光层6产生蓝光。而且通过磁感应线圈I可以保证磁感应LED芯片的稳定性和机械强度，因此可以将蓝宝石衬底和GaN缓冲层进行剥离。由于磁感应线圈I呈环形结构可以与芯片内部分层结构可以不考虑晶格匹配效果 ο 将 p-GaN层 2、p-Al0.1sGa0.8δΝ 层 3、In0.0eGa0.94N层 4 和 n-Al0.1sGa0.85N 层 5这4层材料按照折射率做成倒梯形分布从而使n-GaN发光层6在芯片内部呈倒U型结构发出
从上述内容可知，本发明一种磁感应LED芯片及其制备方法通过采用透明的磁感应线圈I将n-GaN发光层6和发光外延结构的侧面进行纵向环绕，能通过电磁感应取代传统的有线连接，从而利用感应电流激发LED发光，彻底抛弃了现有的焊接工艺，大大简化封装工艺流程，使封装更加方便快捷高效，有效节约生产成本。而且通过磁感应线圈I能代替蓝宝石衬底和GaN缓冲层的功能，有效简化外延生产工艺，大大增大芯片的出光效率。
[0022]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种磁感应LED芯片，其特征在于:包括发光结构，所述发光结构的侧面纵向环绕有透明的磁感应线圈。2.根据权利要求1所述的一种磁感应LED芯片，其特征在于:所述磁感应线圈由导电材料和覆盖在导电材料表面的绝缘层组成。3.根据权利要求1或2所述的一种磁感应LED芯片，其特征在于:所述发光结构包括n-GaN发光层和形成在n-GaN发光层上的发光外延结构。4.根据权利要求3所述的一种磁感应LED芯片，其特征在于:所述发光外延结构由上到下依次为P-GaN层、p-Al0.1sGa0.85N 层、In0.06Ga0.94N 层和 n-Al0.1sGa0.85N 层，所述 n_Al0.1sGa0.85N层形成在n-GaN发光层上。5.根据权利要求4所述的一种磁感应LED芯片，其特征在于:所述发光外延结构呈倒梯形结构。6.一种磁感应LED芯片制备方法，其特征在于，包括以下步骤: A、在蓝宝石衬底上生长形成GaN缓冲层； B、在GaN缓冲层上生长形成n-GaN发光层； C、在n-GaN发光层上生长形成发光外延结构； D、将蓝宝石衬底和GaN缓冲层进行剥离； E、通过透明的磁感应线圈将n-GaN发光层和发光外延结构的侧面进行纵向环绕，得到磁感应LED芯片。7.根据权利要求6所述的一种磁感应LED芯片制备方法，其特征在于:所述步骤C包括: Cl、在n-GaN发光层上外延生长形成n-Al0.15Ga0.85N层；C2、在 n-Al0.15Ga0.85N 层上生长形成 In0.Q6GaQ.94N 层；C3、在 In0.06Ga0.94N 层上生长形成 p-Al0.1sGa0.85N 层； C4、在p-Al0.15Ga0.85N层上生长形成p-GaN层。
【专利摘要】本发明公开了一种磁感应LED芯片及其制备方法，芯片包括发光结构，所述发光结构的侧面纵向环绕有透明的磁感应线圈。方法包括：在蓝宝石衬底上生长形成GaN缓冲层；在GaN缓冲层上生长形成n-GaN发光层；在n-GaN发光层上生长形成发光外延结构；将蓝宝石衬底和GaN缓冲层进行剥离；通过透明的磁感应线圈将n-GaN发光层和发光外延结构的侧面进行纵向环绕。本发明通过采用透明的磁感应线圈将n-GaN发光层和发光外延结构的侧面进行纵向环绕，能通过电磁感应取代传统的有线连接，从而利用感应电流激发LED发光，彻底抛弃了现有的焊接工艺，大大简化封装工艺流程，使封装更加方便快捷高效，有效节约生产成本。本发明可广泛用于半导体领域中。
【IPC分类】H01L33/52, H01L33/00, H01L33/36
【公开号】CN105576089
【申请号】CN201610032273
【发明人】何苗, 闫保彪, 郑树文
【申请人】华南师范大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月18日