CN202196806U - 一种具有电流阻挡层的led芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有新型电流阻挡层的LED芯片，其特征在于包括：生长衬底；N-GaN层、发光层和P-GaN层，依次形成于生长衬底上；透明导电层，形成于P-GaN层上；P电极欧姆接触层，形成于透明导电层上；N电极欧姆接触层，形成于暴露的N-GaN层上；呈树枝状或网格点状的电流阻挡层，形成于P电极欧姆接触层的下方但不局限于正下方，且介于P电极欧姆接触层与P-GaN层之间。本实用新型具有优化电流扩散能力，同时提高LED芯片的散热能力、寿命及可靠性等优点。

Description

一种具有电流阻挡层的LED芯片

技术领域

本发明涉及一种LED芯片，尤其是涉及一种具有电流阻挡层的LED芯片。 

背景技术

发光二极管（英文缩写为LED）是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点。LED是一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电（英文缩写为HID）灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源，被公认为21世纪最具发展前景的高新技术领域之一，由于LED蕴藏着巨大的商机，正成为世界各国研究的热点。 

在常规GaN基LED结构中，由于现有的外延技术还难以获得高掺杂浓度、厚度较厚、电流扩散能力好的P型电流扩展层，所以普遍在P-GaN层上使用ITO电流扩展层。在这种LED结构发光机制中，由于P-GaN层的电流扩展局限，使得电流由金属电极注入，大部分电流集中在金属电极的正下方或ITO电流扩展层中，不能很好地使电流通过P-GaN注入到有源区复合产生发光。 

为了使更多的电流注入到P-GaN层，人们提出的办法是：在电极的正下方制备电流阻挡层，减小电流在电极正下方的聚集。中国专利（CN101752478A）公开的一种改善电流扩展效率的发光二极管及其制备方法，该发明提供一种改善发光二极管电流扩展效率的发光二极管及其制备方法，该发光二极管包括衬底、N型电流扩展层、多量子阱有源发光区、P型电流扩展层、透明导电层、P电极及N电极，其中，所述的P型电流扩展层内形成有一电流阻挡区，该电流阻挡区内设置有电流阻挡层；所述的方法是通过离子植入或二次外延的方式在P型电流扩展层内形成电流阻挡层，该发明所述的电流阻挡层，它能使P型电极注入的电流横向扩展到电极下方以外的有源发光区，使P电极下方无电流，不发光，增加了发光效率，减少了焦耳热的产生，提高了器件的热性能、寿命及可靠性。但由于电流扩展层虽然具有较好的导电能力，但电流在电流扩展层的扩散距离有限，对于大尺寸芯片，还不能形成较好的电流扩散效应。 

实用新型内容

为了克服这种结构的电流扩散局限性，本新用新型提出一种具有新型电流阻挡层的LED芯片，即在LED芯片中制作一种不局限于金属电极正下方的电流阻挡层，通过在金属电极下方形成呈树枝状或网格点状的电流阻挡层结构，优化电流扩散能力，同时提高LED芯片的散热能力、寿命及可靠性。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有电流阻挡层的LED芯片，其包括：生长衬底；N-GaN层、发光层和P-GaN层，依次形成于生长衬底上；透明导电层，形成于P-GaN层上；P电极欧姆接触层，形成于透明导电层上；N电极欧姆接触层，形成于暴露的N-GaN层上；电流阻挡层，介于P电极欧姆接触层与P-GaN层之间，呈树枝状或网格点状。 

透明导电层材料可选用ITO、ZnO、In掺杂ZnO、Al掺杂ZnO或Ga掺杂ZnO材料中的一种或前述的任意组合之一。 

上述具有新型电流阻挡层的LED芯片，电流阻挡层材料可选用二氧化硅（SiO₂）、氮化硅（Si₃N₄）、二氧化钛（TiO₂）、三氧化二钛（Ti₂O₃）、五氧化三钛（Ti₃O₅）、五氧化二钽（Ta₂O₅）、氧化锆（ZrO₂）材料中的一种或前述的任意组合之一。 

前述电流阻挡层由两部分构成，一部分位于P电极欧姆接触层的正下方，另一部分分布在P电极欧姆接触层的正下方的周围。 

位于P电极欧姆接触层的正下方部分的面积可大于或等于P电极欧姆接触层的面积。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本实用新型通过在金属电极下方形成树枝状或网格点状的电流阻挡层结构，可以优化电流扩散能力，同时提高LED芯片的散热能力，减少焦耳的产生，提高LED芯片的寿命及可靠性。 

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与实施例一起用于解释本发明，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。 

图1为本实用新型优选实施例1的侧面剖视图。 

图2为本实用新型优选实施例1的电极和电流阻挡层的分布示意图。 

图3为本实用新型优选实施例2的侧面剖视图。 

图4为本实用新型优选实施例2的电极和电流阻挡层的分布示意图。 

图中各标号： 

11，21：生长衬底；                   12，22：N-GaN层；

13，23：发光层；                      14，24：P-GaN层；

15，25：透明导电层；                16，26：P电极欧姆接触层；

17，27：N电极欧姆接触层；   18，28：电流阻挡层。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。 

如图1、3所示，一种具有电流阻挡层的LED芯片，包括：一生长衬底11（21）；N-GaN层12（22）、发光层13（23）和P-GaN层14（24），依次形成于生长衬底11（21）上；透明导电层15（25），形成于P-GaN层14（24）上；P电极欧姆接触层16（26），形成于透明导电层15（25）上；N电极欧姆接触层17（27），形成于暴露的N-GaN层12（22）上；电流阻挡层18（28）介于P电极欧姆接触层16（26）与P-GaN层14（24）之间。 

生长衬底11（21）可为蓝宝石基板或其他适合的材料，透明导电层15（25）的材料可以从ITO、ZnO、In掺杂ZnO、Al掺杂ZnO、Ga掺杂ZnO中选取，本实用新型优选实施例选用ITO作为导电层材料。电流阻挡层18（28）的材料可从二氧化硅、氮化硅、二氧化钛、三氧化二钛、五氧化三钛、五氧化二钽、氧化锆中选取，本实用新型优选实施例选择二氧化硅作为电流阻挡层。 

如图2所示，为本实用新型优选实施例1的电极和电流阻挡层的分布示意图。本实施例选择二氧化硅作为电流阻挡层。二氧化硅电流阻挡层18分为两部分，一部分位于P电极欧姆接触层16的正下方，其面积略大于P电极欧姆接触层16的面积；另一部向外延伸，并呈树枝状。 

如图4所示，为本实用新型优选实施例2的电极和电流阻挡层的分布示意图。本实施例选择氮化硅作为电流阻挡层。氮化硅电流阻挡层28呈网格点状，分为两部分，一部分位于P电极欧姆接触层26的正下方，其面积等于P电极欧姆接触层26的面积，另一部分分布在 P电极欧姆接触层26的正下方外其他区域。 

Claims (3)

1.一种具有电流阻挡层的LED芯片，其特征在于包括：

生长衬底；

N-GaN层、发光层和P-GaN层，依次形成于蓝宝石基板上；

透明导电层，形成于P-GaN层上；

P电极欧姆接触层，形成于透明导电层上；

N电极欧姆接触层，形成于暴露的N-GaN层上；

电流阻挡层，介于P电极欧姆接触层与P-GaN层之间，呈树枝状或网格点状。

2.根据权利1所述的一种具有新型电流阻挡层的LED芯片，其特征在于：所述电流阻挡层由两部分构成，一部分位于P电极欧姆接触层的正下方，另一部分分布在P电极欧姆接触层的正下方的周围。

3.根据权利1所述的一种具有新型电流阻挡层的LED芯片，其特征在于：所述电流阻挡层位于P电极欧姆接触层的正下方部分的面积大于或等于P电极欧姆接触层的面积。

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