发光二极管芯片及其制作方法与流程

本公开涉及半导体，特别涉及一种发光二极管芯片(light emittingdiode，led)及其制作方法。

背景技术：

1、led芯片作为一种发光电子元件，具有节能、环保、寿命长、体积小等优点，因而被广泛应用于显示、照明和城市夜景等各种领域。

2、相关技术中，led芯片一般包括外延叠层和电流扩展层。其中，外延叠层包括依次层叠在衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层，电流扩展层覆盖第二半导体层。

3、电流扩展层的导电性能会影响led芯片的电流扩展性，而电流扩展层的透光性能会影响led芯片的出光效率，相关技术中的电流扩展层不能很好地兼顾到两种性能，导致led芯片的出光效率不高。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种发光二极管芯片及其制作方法，能够提高发光二极管芯片的出光效率和可靠性。

2、一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括：外延层和电流扩展层。

3、所述外延层包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层。所述电流扩展层包括依次层叠在所述第二半导体层上的第一透明导电层、第二透明导电层和第三透明导电层，所述第一透明导电层的电阻率低于所述第三透明导电层的电阻率，所述第一透明导电层的透光率低于所述第三透明导电层的透光率，所述第二透明导电层为应力过渡层。

4、可选地，所述电流扩展层为氧化铟锡层。

5、可选地，所述第一透明导电层的厚度范围为10nm～12nm，所述第二透明导电层的厚度范围为1nm～4nm，所述第三透明导电层的厚度范围为11nm～13nm。

6、另一方面，提供了一种发光二极管芯片的制作方法，所述方法包括：

7、提供外延层，所述外延层包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；

8、在所述第二半导体层上依次溅射沉积形成第一透明导电层、第二透明导电层和第三透明导电层，得到电流扩展层，所述第一透明导电层的电阻率低于所述第三透明导电层的电阻率，所述第一透明导电层的透光率低于所述第三透明导电层的透光率，所述第二透明导电层为应力过渡层。

9、可选地，所述在所述第二半导体层上依次溅射沉积形成第一透明导电层、第二透明导电层和第三透明导电层，包括：

10、在第一条件下，在所述第二半导体层上形成所述第一透明导电层，所述第一条件包括：溅射源以第一位置为起点，在第一上限位置和第一下限位置之间相对所述第一位置上下移动，所述第一位置与所述第二半导体层之间的距离为第一距离，所述第一位置和所述第一上限位置的距离与所述第一位置和所述第一下限位置的距离相同，且为第一移动距离；

11、在第二条件下，在所述第一透明导电层上形成所述第二透明导电层，所述第二条件包括：溅射源以第二位置为起点，在第二上限位置和第二下限位置之间相对所述第二位置上下移动，所述第二位置与所述第二半导体层之间的距离为第二距离，所述第二位置和所述第二上限位置的距离与所述第二位置和所述第二下限位置的距离相同，且为第二移动距离；

12、在第三条件下，在所述第二透明导电层上形成所述第三透明导电层，得到所述电流扩展层，所述电流扩展层包括所述第一透明导电层、所述第二透明导电层和所述第三透明导电层，所述第三条件包括：溅射源以第三位置为起点，在第三上限位置和第三下限位置之间相对所述第三位置上下移动，所述第三位置与所述第二半导体层之间的距离为第三距离，所述第三位置和所述第三上限位置的距离与所述第三位置和所述第三下限位置的距离相同，且为第三移动距离；

13、其中，所述第一距离大于所述第二距离，所述第二距离大于所述第三距离；所述第一移动距离大于所述第二移动距离，所述第二移动距离大于所述第三移动距离。

14、可选地，所述第一距离的取值范围为90mm～110mm，所述第二距离的取值范围为20mm～40mm，所述第三距离的取值范围为20mm～10mm；所述第一移动距离的取值范围为8mm～12mm，所述第二移动距离的取值范围为6mm～10mm，所述第三移动距离的取值范围为3mm～7mm。

15、可选地，所述溅射源以第一波形在所述第一上限位置和所述第一下限位置之间相对所述第一位置上下移动，所述溅射源以第二波形在所述第二上限位置和所述第二下限位置之间相对所述第二位置上下移动，所述溅射源以所述第一波形在所述第三上限位置和所述第三下限位置之间相对所述第三位置上下移动，所述第一波形与所述第二波形的波形相同，相位相反。

16、可选地，所述第一条件还包括第一溅射功率，所述第二条件还包括第二溅射功率，所述第三条件还包括第三溅射功率；

17、所述第一溅射功率小于所述第二溅射功率，所述第二溅射功率小于所述第三溅射功率。

18、可选地，所述第一条件还包括第一氩气流量，所述第二条件还包括第二氩气流量，所述第三条件还包括所述第二氩气流量；所述第一氩气流量大于所述第二氩气流量。

19、可选地，所述溅射源的溅射角度为2°～30°，所述溅射角度为溅射源对所述外延层的溅射方向与垂直于所述外延层的方向之间的夹角。

20、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

21、本公开实施例提供的发光二极管芯片中，电流扩展层包括依次层叠在第二半导体层上的第一透明导电层、第二透明导电层和第三透明导电层。其中，第一透明导电层的电阻率低于第三透明导电层的电阻率，第一透明导电层的透光率低于第三透明导电层的透光率，第二透明导电层为应力过渡层。第一透明导电层具有良好的导电性，降低了电流扩展层与第二半导体层之间的接触电阻，保证了电流扩展层的电流扩展性能。第三透明导电层具有良好的透光性，使得电流扩展层整体的透光性较好，从而提高了发光二极管芯片的出光效率。由于第一透明导电层和第三透明导电层分别偏重于导电性和透光性两种性能，因而具有较大的结构差异，第二透明导电层位于第一透明导电层和第三透明导电层之间能起到过渡作用，缓解电流扩展层内部的应力，提高电流扩展层整体的质量。从而提高发光二极管芯片的可靠性，同时使得发光二极管芯片的发光效率较高。

技术特征：

1.一种发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管芯片包括：

2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流扩展层为氧化铟锡层。

3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一透明导电层的厚度范围为10nm～12nm，所述第二透明导电层的厚度范围为1nm～4nm，所述第三透明导电层的厚度范围为11nm～13nm。

4.一种发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第二半导体层上依次溅射沉积形成第一透明导电层、第二透明导电层和第三透明导电层，包括：

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第一距离的取值范围为90mm～110mm，所述第二距离的取值范围为20mm～40mm，所述第三距离的取值范围为20mm～10mm；

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述溅射源以第一波形在所述第一上限位置和所述第一下限位置之间相对所述第一位置上下移动，所述溅射源以第二波形在所述第二上限位置和所述第二下限位置之间相对所述第二位置上下移动，所述溅射源以所述第一波形在所述第三上限位置和所述第三下限位置之间相对所述第三位置上下移动，所述第一波形与所述第二波形的波形相同，相位相反。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述第一条件还包括第一溅射功率，所述第二条件还包括第二溅射功率，所述第三条件还包括第三溅射功率；

9.根据权利要求4至7中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述第一条件还包括第一氩气流量，所述第二条件还包括第二氩气流量，所述第三条件还包括所述第二氩气流量；所述第一氩气流量大于所述第二氩气流量。

10.根据权利要求4至7中任一项所述的制作方法，其特征在于，所述溅射源的溅射角度为2°～30°，所述溅射角度为溅射源对所述外延层的溅射方向与垂直于所述外延层的方向之间的夹角。

技术总结
本公开提供了一种发光二极管芯片及其制作方法，属于半导体技术领域。该芯片包括：外延层和电流扩展层。所述外延层包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层。所述电流扩展层包括依次层叠在所述第二半导体层上的第一透明导电层、第二透明导电层和第三透明导电层，所述第一透明导电层的电阻率低于所述第三透明导电层的电阻率，所述第一透明导电层的透光率低于所述第三透明导电层的透光率，所述第二透明导电层为应力过渡层。本公开能提高发光二极管芯片的发光效率和可靠性。

技术研发人员：肖和平,汪洋,黄彪彪
受保护的技术使用者：华灿光电（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21