Led芯片的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种LED芯片，所述LED芯片包括衬底、位于衬底上的LED外延结构、以及位于LED外延结构中P电极区域上方的P电极和N电极区域上方的N电极，所述LED外延结构上还设有电流阻挡层和透明导电层，所述电流阻挡层位于P电极下方的透明导电层与LED外延结构之间，所述电流阻挡层间隔设置于LED外延结构的上方，所述透明导电层至少覆盖电流阻挡层及P电极区域以外的全部或部分LED外延结构，所述LED外延结构上形成有若干未被电流阻挡层和透明导电层覆盖且间隔设置的功能区，所述P电极在P电极区域上方交替与所述功能区和透明导电层电性连接。本实用新型中降低了LED芯片失效的风险，提高了LED芯片的可靠性。
【专利说明】
LED芯片
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED芯片。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light-Emitting D1de，LED)是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。
[0003]参图1所示为现有技术中LED芯片制造方法的工艺步骤图，具体制造方法如下:
[0004]1、首先通过MOCVD衬底上外延生长LED外延结构10’，LED外延结构10 ’从衬底向上至少包括N型GaN外延层、多量子阱发光层、以及P型GaN外延层；
[0005]2、参图1a所示，芯片MESA制作，刻蚀出N电极区域20，，从LED外延结构10 ’的上表面刻蚀至N型GaN层；
[0006]3、参图1b所示，在LED外延结构10’的P电极区域上制作电流阻挡层30;
[0007]4、参图1c所示，然后在部分LED外延结构10’及电流阻挡层30’上制作透明导电层40，；
[0008]5、参图1d所示，最后在电流阻挡层30’上方的透明导电层40’上制作P电极50’，在N电极区域20’上方制作N电极60’，P电极50’通过透明导电层和P型GaN层电性连接，N电极60’直接与N电极区域下方的N型GaN层电性连接。
[0009]参图1d中所示，P电极50’包括一P电极主体部51’及自P电极主体部51’向外延伸的P电极延伸部52’，N电极60’包括一N电极主体部61’及自N电极主体部61’向外延伸的N电极延伸部62’。然而，由于金属和透明导电层的粘附性较差，导致P电极(P电极主体部51’及P电极延伸部52’)与透明导电层易脱落，大大增加了 LED芯片失效的风险，降低了 LED芯片的可靠性。
[0010]有鉴于此，为了解决上述技术问题，有必要提供一种LED芯片。
【实用新型内容】
[0011 ]本实用新型的目的在于提供一种LED芯片，以降低LED芯片失效的风险，提高LED芯片的可靠性。
[0012]为了实现上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案如下:
[0013]—种LED芯片，所述LED芯片包括衬底、位于衬底上的LED外延结构、以及位于LED外延结构中P电极区域上方的P电极和N电极区域上方的N电极，所述LED外延结构上还设有电流阻挡层和透明导电层，所述电流阻挡层位于P电极下方的透明导电层与LED外延结构之间，所述电流阻挡层间隔设置于LED外延结构的上方，所述透明导电层至少覆盖电流阻挡层及P电极区域以外的全部或部分LED外延结构，所述LED外延结构上形成有若干未被电流阻挡层和透明导电层覆盖且间隔设置的功能区，所述P电极在P电极区域上方交替与所述功能区和透明导电层电性连接。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述P电极位于P电极区域的上方，且P电极包括P电极主体部及自P电极主体部向外延伸的P电极延伸部。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述N电极位于N电极区域的上方，且N电极包括N电极主体部及自N电极主体部向外延伸的N电极延伸部。
[0016]作为本实用新型的进一步改进，所述电流阻挡层在P电极主体部下方包括若干相互分离的第一电流阻挡部，功能区包括位于P电极主体部下方且在第一电流阻挡部之间的第一功能区。
[0017]作为本实用新型的进一步改进，所述电流阻挡层在P电极延伸部下方包括若干相互分离的第二电流阻挡部，功能区包括位于P电极延伸部下方且在第二电流阻挡部之间的第二功能区。
[0018]作为本实用新型的进一步改进，所述衬底为图案化衬底。
[0019]与现有技术相比，本实用新型中的P电极交替与功能区和透明导电层电性接触，P电极与外延层的粘附性较好，P电极不容易从透明导电层上脱落，降低了 LED芯片失效的风险，提尚了 LED芯片的可靠性。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1a?Id为现有技术中LED芯片制造方法的工艺步骤图；
[0022]图2为本实用新型一【具体实施方式】中LED芯片的平面结构示意图；
[0023]图3a~3d为本实用新型一【具体实施方式】中LED芯片制造方法的工艺步骤图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0025]参图2所示，本实用新型的一【具体实施方式】中公开了一种LED芯片，该LED芯片从下向上依次包括衬底(未图示)、LED外延结构10、电流阻挡层30、透明导电层40、P电极50及N电极60，以下对LED芯片的各层作具体说明。
[0026]衬底，可以是蓝宝石、S1、SiC、GaN、ZnO等，该衬底可以为平片衬底，也可以为图案化衬底，优选地，本实施方式中的衬底选用蓝宝石图案化衬底。
[0027]LED外延结构10，位于衬底上，LED外延结构10从衬底向上至少包括N型GaN外延层、多量子阱发光层、以及P型GaN外延层等。其中，LED外延结构10通过MESA工艺刻蚀形成有N电极区域20，在LED外延结构1的上方还定义有P电极区域(未图示)。
[0028]电流阻挡层30，位于LED外延结构10的P电极区域上，且电流阻挡层间隔设置于LED外延结构的上方。该电流阻挡层30为绝缘层，用于隔绝下方GaN外延层与上方透明导电层的电流扩散，提高LED芯片的发光效率。具体地，电流阻挡层30的材料可以选用Si02、Ti02、Al2O3、Si3N4中的一种或多种的组合，优选地，本实施方式中的电流阻挡层30为S12层。
[0029]透明导电层40，该透明导电层40至少覆盖电流阻挡层30及P电极区域以外的LED外延结构10，通过间隔设置的电流阻挡层30及上述透明导电层40，LED外延结构10上形成有若干未被电流阻挡层和透明导电层覆盖且间隔设置的功能区11。优选地，本实施方式中的透明导电层为ITO透明导电层，在其他实施方式中也可以为ZIT0、Z10、G10、ZT0、FT0、AZ0、GZ0、IruSn30i2、NiAu等透明导电层。
[0030]P电极50及N电极60，P电极设于P电极区域上方，鉴于电流阻挡层30和透明导电层40的设置，P电极50在P电极区域上方交替与功能区11和透明导电层40电性连接，在功能区11上，P电极50直接与LED外延结构10中的P型GaN外延层电性连接，在透明导电层40上，P电极50通过透明导电层40间接与LED外延结构10中的P型GaN外延层电性连接;N电极60在N电极区域20直接与LED外延结构10中的N型GaN外延层电性连接。
[0031]其中，本实施方式中的P电极50位于P电极区域的上方，且P电极50包括P电极主体部51及自P电极主体部向外延伸的P电极延伸部52，N电极60位于N电极区域的上方，且N电极60包括N电极主体部61及自N电极主体部向外延伸的N电极延伸部62。
[0032]对应地，结合图3b所示，电流阻挡层30在P电极主体部51下方包括若干相互分离的第一电流阻挡部31，在P电极延伸部52下方包括若干相互分离的第二电流阻挡部32;结合图3c所示，功能区11包括位于P电极主体部51下方且在第一电流阻挡部31之间的第一功能区111，以及位于P电极延伸部52下方且在第二电流阻挡部32之间的第二功能区112。
[0033]如本实施方式中，P电极主体部51设置为圆形，P电极延伸部52设置为长条形，第一电流阻挡部31由两个相对设置且呈扇面形的电流阻挡部形成，第二电流阻挡部32由若干呈矩形或呈扇面形的电流阻挡部形成，在其他实施方式中，第一电流阻挡部和/或第二电流阻挡部并不限于本实施方式中的形状，也可以采用其他形状，其数量也不限于本实施方式中第一电流阻挡部和/或第二电流阻挡部的数量，此处不再一一举例进行说明。
[0034]如此，P电极主体部51部分与第一功能区111电性连接，部分与第一电流阻挡部31上方的透明导电层40电性连接，P电极延伸部52部分与第二功能区112电性连接，部分与第二电流阻挡部32上方的透明导电层40电性连接。
[0035]应当理解的是，本实施方式中的P电极包括P电极主体部和P电极延伸部，P电极主体部和P电极延伸部均交替与功能区和透明导电层交替接触，在其他实施方式中也可以采用其他的电极形状，或仅将粘附性较差的P电极延伸部交替与功能区和透明导电层交替接触，同样可以提高P电极的粘附效果。
[0036]上述实施方式中LED芯片的制造方法具体包括:
[0037]S1、提供一衬底，在衬底上通过MOCVD外延生长若干GaN外延层，形成LED外延结构；
[0038]S2、芯片MESA制作，在LED外延结构上刻蚀出N电极区域；
[0039]S3、在LED外延结构的P电极区域上制作电流阻挡层，电流阻挡层间隔设置于LED外延结构的上方；
[0040]S4、在电流阻挡层及P电极区域以外的全部或部分LED外延结构上制作透明导电层，LED外延结构上形成有若干未被电流阻挡层和透明导电层覆盖且间隔设置的功能区；
[0041]S5、在P电极区域上方的透明导电层和功能区上制作P电极，在N电极区域上方制作N电极，P电极在P电极区域上方交替与功能区和透明导电层电性连接。
[0042]具体地，以下结合图3a~3d所示对本实施方式中LED芯片的制造方法进行详细说明。
[0043]参图3a所示，首先提供一蓝宝石图案化衬底，在衬底上通过MOCVD外延生长若干GaN外延层，形成LED外延结构10，并进行芯片MESA制作，在LED外延结构10上刻蚀出N电极区域20。
[0044]参图3b所示，在LED外延结构10的P电极区域上制作电流阻挡层30，电流阻挡层间隔设置于LED外延结构的上方，本实施方式中电流阻挡层30选用Si02。
[0045]具体地，本实施方式中电流阻挡层30在P电极主体部下方包括若干相互分离的第一电流阻挡部31，在P电极延伸部下方包括若干相互分离的第二电流阻挡部32，第一电流阻挡部31与第二电流阻挡部32与上述实施方式完全相同，此处不再详细说明。
[0046]参图3c所示，在电流阻挡层30及P电极区域以外的LED外延结构10上制作透明导电层40，LED外延结构10上形成有若干未被电流阻挡层30和透明导电层40覆盖且间隔设置的功能区11。优选地，本实施方式中的透明导电层40为ITO透明导电层。
[0047]具体地，功能区11为间隔设置，其包括位于P电极主体部下方且在第一电流阻挡部31之间的第一功能区111，以及位于P电极延伸部下方且在第二电流阻挡部32之间的第二功能区112。
[0048]参图3d所示，最后在P电极区域上方的透明导电层40和功能区11上制作P电极50，在N电极区域上方制作N电极60，P电极在P电极区域上方交替与功能区和透明导电层电性连接。
[0049]其中，P电极50位于P电极区域的上方，且P电极50包括P电极主体部51及自P电极主体部向外延伸的P电极延伸部52，N电极60位于N电极区域的上方，且N电极60包括N电极主体部61及自N电极主体部向外延伸的N电极延伸部62。
[0050]应当理解的是，本实用新型以单个P电极为例进行说明，间隔设置的电流阻挡层和功能区应用于P电极主体部和P电极延伸部上，在其他实施方式中，也可以应用于多个P电极上，同时，间隔设置的电流阻挡层和功能区也可仅应用于P电极延伸部上，此处不再一一举例进行说明。
[0051]由以上技术方案可以看出，与现有技术相比，现有技术中的P电极全部与透明导电层相接触，P电极与透明导电层的粘附性较差，导致P电极容易从透明导电层上脱落，造成LED芯片失效的风险，降低了 LED芯片的可靠新。本实用新型中的P电极交替与功能区和透明导电层电性接触，P电极与外延层的粘附性较好，P电极不容易从透明导电层上脱落，降低了LED芯片失效的风险，提尚了 LED芯片的可靠性。
[0052]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0053]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种LED芯片，所述LED芯片包括衬底、位于衬底上的LED外延结构、以及位于LED外延结构中P电极区域上方的P电极和N电极区域上方的N电极，所述LED外延结构上还设有电流阻挡层和透明导电层，所述电流阻挡层位于P电极下方的透明导电层与LED外延结构之间，其特征在于，所述电流阻挡层间隔设置于LED外延结构的上方，所述透明导电层至少覆盖电流阻挡层及P电极区域以外的全部或部分LED外延结构，所述LED外延结构上形成有若干未被电流阻挡层和透明导电层覆盖且间隔设置的功能区，所述P电极在P电极区域上方交替与所述功能区和透明导电层电性连接。2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述P电极位于P电极区域的上方，且P电极包括P电极主体部及自P电极主体部向外延伸的P电极延伸部。3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述N电极位于N电极区域的上方，且N电极包括N电极主体部及自N电极主体部向外延伸的N电极延伸部。4.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述电流阻挡层在P电极主体部下方包括若干相互分离的第一电流阻挡部，功能区包括位于P电极主体部下方且在第一电流阻挡部之间的第一功能区。5.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述电流阻挡层在P电极延伸部下方包括若干相互分离的第二电流阻挡部，功能区包括位于P电极延伸部下方且在第二电流阻挡部之间的第二功能区。6.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述衬底为图案化衬底。
【文档编号】H01L33/14GK205692851SQ201620588803
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月16日 公开号201620588803.8, CN 201620588803, CN 205692851 U, CN 205692851U, CN-U-205692851, CN201620588803, CN201620588803.8, CN205692851 U, CN205692851U
【发明人】吴红斌, 陈立人
【申请人】聚灿光电科技股份有限公司