CN204809251U

CN204809251U - Led芯片

Info

Publication number: CN204809251U
Application number: CN201520554037.9U
Authority: CN
Inventors: 李庆; 杨龙; 陈立人
Original assignee: FOCUS LIGHTINGS TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: FOCUS LIGHTINGS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2025-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种LED芯片，LED芯片从下向上依次包括：衬底；N型半导体层；发光层；P型半导体层；透明导电层；纳米金属层，所述纳米金属层包括若干纳米金属颗粒；P电极及N电极。本实用新型在氧气氛中制备透明导电层，氧组分的增加可以减少透明导电层的缺陷，提高了透明导电层的透光率；同时，能够有效增加透明导电层与P型半导体层的接触电阻。纳米银层层能够有效降低透明导电层的体电阻；同时，纳米银层与透明导电层相结合，能够提高透明导电层的电流横向扩展能力，纳米银颗粒能够有效反射荧光粉回射的光，从而提高LED芯片的亮度。

Description

LED芯片

技术领域

本实用新型涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种LED芯片。

背景技术

发光二极管（Light-EmittingDiode，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。

现有技术中，参图1所示，以蓝宝石衬底GaN外延结构LED芯片为例，通常包括衬底10’、N型半导体层20’、发光层30’、P型半导体层40’、电流阻挡层50’、透明导电层60’、钝化层70’、P电极81’和N电极82’等，其制备方法通常为：

1）通过MOCVD在蓝宝石衬底上生长GaN外延；

2）芯片正常MESA制作；

3）电流阻挡层制作；

4）透明导电层制作；

5）制作SiO₂钝化层、金属N电极和P电极。

上述LED芯片电流阻挡层能够阻隔P电极下方P型半导体层和ITO透明导电层之间的电流，然而由于正常的ITO透明导电层中具有缺陷，且ITO透明导电层的体电阻较大，对透明导电层的横向电流扩展有一定的影响，使得LED芯片的亮度受到影响。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种LED芯片。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种LED芯片。

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：

一种LED芯片，所述LED芯片从下向上依次包括：

衬底；

位于所述衬底上的N型半导体层；

位于所述N型半导体层上的发光层；

位于所述发光层上的P型半导体层；

位于所述P型半导体层上的透明导电层；

位于所述透明导电层上的纳米金属层，所述纳米金属层包括若干纳米金属颗粒；

与所述P型半导体层电性导通的P电极、以及与所述N型半导体层电性导通的N电极。

作为本实用新型的进一步改进，所述透明导电层为ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO中的一种或多种的组合。

作为本实用新型的进一步改进，所述纳米金属层为纳米银层。

作为本实用新型的进一步改进，所述纳米金属层的厚度为1~10nm。

作为本实用新型的进一步改进，所述P型半导体层和透明导电层之间对应于P电极下方区域设有电流阻挡层。

作为本实用新型的进一步改进，所述透明导电层上方设有钝化层。

本实用新型的有益效果是：

在氧气氛中制备透明导电层，氧组分的增加可以减少透明导电层的缺陷，提高了透明导电层的透光率；同时，能够有效增加透明导电层与P型半导体层的接触电阻；

纳米银层层能够有效降低透明导电层的体电阻；同时，纳米银层与透明导电层相结合，能够提高透明导电层的电流横向扩展能力，纳米银颗粒能够有效反射荧光粉回射的光，从而提高LED芯片的亮度。

附图说明

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。

图1为现有技术中LED芯片的剖面结构示意图。

图2为本实用新型第一实施例中LED芯片的剖面结构示意图。

图3为本实用新型第二实施例中LED芯片的剖面结构示意图。

具体实施方式

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。

此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本实用新型，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。

参图1所示为本实用新型的第一实施例中LED芯片的剖视结构示意图，LED芯片从下至上分别为：

衬底10，衬底可以是蓝宝石、Si、SiC、GaN、ZnO等；

N型半导体层20，N型半导体层可以是N型GaN等，N型半导体层20上设有N型半导体台面；

发光层30，发光层可以是GaN、InGaN等；

P型半导体层40，P型半导体层可以是P型GaN等；

透明导电层50，本实施例中为ITO透明导电层，在其他实施例中也可以为ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO、In4Sn3O12、NiAu等透明导电层，同时，透明导电层可以为一层，也可以为上述透明导电层中两种或两种以上的组合层结构；

纳米金属层60，纳米金属层60包括若干纳米金属颗粒，优选地，在本实施例中纳米金属层60为厚度1~10nm的纳米银层，在其他实施例中也可以为纳米Au层等；

P电极71和N电极72，P电极通过透明导电层与P型半导体层电性连接，N电极位于N型半导体台面上且与N型半导体层电性连接。

相应地，本实施例中LED芯片的制备方法，具体包括：

提供一衬底，如蓝宝石衬底；

在衬底上依次外延生长N型半导体层、发光层及P型半导体层等GaN外延层；

在P型半导体层上制备透明导电层；

在透明导电层上制备纳米金属层；

制作P电极和N电极。

其中，N型半导体层、发光层及P型半导体层等GaN外延层采用正常的MESA工艺制作，P电极和N电极也采用常规沉积或蒸镀工艺制作，本实用新型中不再进行详细说明。

本实施例中透明导电层的制备方法具体为：

在氧气体积流量0.1~0.5sccm条件下采用磁控溅射法制备ITO透明导电层，并在560~600℃高温条件下进行有氧快速退火，退火时间180~300s。

由于ITO透明导电层中氧组分的增加，可以减少ITO透明导电层的缺陷，提高了ITO透明导电层的透光率；同时，能够有效增加ITO透明导电层与P型半导体层的接触电阻。

同时，本实施例中纳米金属层的制备方法具体为：

采用电子束蒸发或者磁控溅射沉积1~10nm厚的纳米银层，使用快速退火炉或炉管在氮气气氛中退火，形成纳米银颗粒。

纳米银层层能够有效降低透明导电层的体电阻；同时，纳米银层与ITO透明导电层相结合，能够提高ITO透明导电层的电流横向扩展能力，提高LED芯片的亮度；另外，纳米银层中的纳米银颗粒能够有效反射荧光粉回射的光，进一步提升LED芯片的亮度。

根据测试，本实施例中LED芯片的蓝光（裸晶）亮度能提升2%左右，白光亮度能提升3%~5%。

参图2所示为本实用新型的第二实施例中LED芯片的剖视结构示意图，LED芯片从下至上分别为：

衬底10，衬底可以是蓝宝石、Si、SiC、GaN、ZnO等；

发光层30，发光层可以是GaN、InGaN等；

P型半导体层40，P型半导体层可以是P型GaN等；

电流阻挡层80，电流阻挡层80对应地位于P电极下方区域，电流阻挡层80可以为SiO₂、Si₃N₄、SiO_xN_y等；

钝化层90，钝化层材料可以为SiO₂等，SiO₂具有较好的物理和化学稳定性，能对SiO₂下面的透明导电层和纳米金属层等结构进行保护。

本实施例中LED芯片的制备方法与第一实施例类似，仅仅在对应步骤中增加电流阻挡层和钝化层的制备，该层的制备与现有技术中电流阻挡层和钝化层的制备方法完全相同，在此不再进行赘述。

与第一实施例不同的是，本实施例中增加了电流阻挡层80和钝化层90，电流阻挡层80能够阻挡对应区域透明导电层与P型半导体层之间的电流，进一步提高LED芯片的亮度；钝化层90能够有效对透明导电层和纳米金属层进行保护，提高了LED芯片的稳定性。

应当理解的是，在其他实施例中，也可以仅仅包含电流阻挡层或钝化层中的一种，或者在LED芯片中增加相应的提高LED芯片性能的其他层结构，在此不再一一举例进行说明。

由以上技术方案可以看出，与现有技术中的透明导电层相比，本实用新型具有以下有益效果：

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。

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。

Claims

1.一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片从下向上依次包括：

衬底；

位于所述衬底上的N型半导体层；

位于所述N型半导体层上的发光层；

位于所述发光层上的P型半导体层；

位于所述P型半导体层上的透明导电层；

2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述透明导电层为ITO、ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述纳米金属层为纳米银层。

4.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述纳米金属层的厚度为1~10nm。

5.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述P型半导体层和透明导电层之间对应于P电极下方区域设有电流阻挡层。

6.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述透明导电层上方设有钝化层。