CN207134375U - 一种led芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种LED芯片，将电流阻挡层铺满整个P型层表面，电流阻挡层设有多个导电槽孔，所述导电槽孔的分布以P电极的垂直投影区域为中心，向外围方向密度逐渐增大，透明导电层通过导电槽孔与P型层形成欧姆接触。越靠近P电极位置电流越大，所以导电槽孔的密度较小，可将电流强制性的往外围扩散，达到电流扩散均匀的特点，使出光均匀，在大功率、大尺寸的LED芯片中，P电极无需通过延伸电极脚来帮助扩散电流；同时，所述导电槽孔的槽壁呈倾斜设置，具有导流的作用，防止集中的电流突然流入GaN外延层，造成LED芯片被击穿爆点。
Description
技术领域
本实用新型涉及照明领域，具体涉及一种结构简单、成本低、电流扩散均匀、光电性好的LED芯片。
背景技术
发光二极管(LightEmitting Diode，LED)，是一种半导体组件。初时多用作为指示灯、显示发光二极管板等；随着白光LED的出现，也被用作照明。
LED芯片也称为LED发光芯片，是LED灯的核心组件，也就是指的P-N结(也叫发光层或有源层)。其主要功能是：把电能转化为光能，蓝光LED芯片的主要材料为GaN。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
在GaN蓝光LED芯片制作过程中，电流的扩散程度决定其发光的均匀性、电压及出光亮度，所以，在一些较大尺寸的LED芯片中，往往会在P电极的下方设置一电流阻挡层，如中国实用新型专利申请号为：CN201120189190.8公开的一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片，使P电极下的电流强制性的往外围扩散。对于大功率的LED芯片，通常的做法是P电极延伸出电极脚，电流阻挡层同样设置在延伸出的电极脚的下方，如中国实用新型专利申请号为：CN201620142355.9公开的一种LED芯片所示。但上述两种情况中，第一种适用于中小尺寸的产品，第二种延伸出电极脚的方式，增大电极的面积所带来的代价是出光面减少，光线会被电极及延伸出的电极脚所遮挡，导致出光效率提升有限，同时增大电极的成本(金Au的成本)。
实用新型内容
为此，本实用新型提供一种结构简单、成本低、电流扩散均匀、光电性好的LED芯片。
为达到上述目的，本实用新型提供的一种LED芯片，包括：蓝宝石衬底，依次层叠设置在该蓝宝石衬底表面的N型层、发光层及P型层，以及电流阻挡层、透明导电层、P电极及N电极；所述部分P型层区域蚀刻裸露出N型层，所述电流阻挡层及透明导电层依次层叠在P型层表面，所述P电极及N电极分别设置在P型层上的透明导电层及裸露出N型层上，所述电流阻挡层上设有多个导电槽孔，所述导电槽孔的分布以P电极的垂直投影区域为中心，向外围方向密度逐渐增大，所述导电槽孔的槽壁呈倾斜设置，所述透明导电层通过导电槽孔与P型层形成欧姆接触。
进一步的，所述导电槽孔的槽壁的倾斜角度为10-45°。
进一步的，所述导电槽孔为“V”形、“U”形或“人”形结构。
进一步的，所述电流阻挡层为二氧化硅层。
进一步的，所述透明导电层为ITO导电层、氧化锌导电层或石墨烯。
本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：
将电流阻挡层铺满整个P型层表面，电流阻挡层设有多个导电槽孔，所述导电槽孔的分布以P电极的垂直投影区域为中心，向外围方向密度逐渐增大，透明导电层通过导电槽孔与P型层形成欧姆接触。越靠近P电极位置电流越大，所以导电槽孔的密度较小，可将电流强制性的往外围扩散，达到电流扩散均匀的特点，使出光均匀，在大功率、大尺寸的LED芯片中，P电极无需通过延伸电极脚来帮助扩散电流；同时，所述导电槽孔的槽壁呈倾斜设置，具有导流的作用，防止集中的电流突然流入GaN外延层，造成LED芯片被击穿爆点。
附图说明
图1所示为本实施例中制备电流阻挡层后的截面示意图；
图2所示为本实施例中LED芯片的截面示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参照图1、图2所示，本实施例提供的一种LED芯片，包括：蓝宝石衬底101，依次层叠设置在该蓝宝石衬底101表面的N型层102、发光层103及P型层104，以及电流阻挡层20、透明导电层30、P电极401、N电极402及透明保护层50；所述部分P型层104区域蚀刻裸露出N型层102，所述电流阻挡层20及透明导电层30依次层叠在P型层表面104，所述P电极401及N电极402分别设置在P型层104上的透明导电层30及裸露出N型层102上，所述电流阻挡层20上设有多个“V”形导电槽孔201，所述导电槽孔201的分布以P电极401的垂直投影区域为中心，向外围方向密度逐渐增大，所述导电槽孔201的槽壁呈倾斜设置，其倾斜角度a为30°(如图2所示)，所述透明导电层30通过导电槽孔201与P型层104形成欧姆接触。透明保护层50覆盖在透明导电层30与N型层102表面并裸露出P电极401与N电极402。
其具体实现方式如下步骤：
S1，提供一GaN外延片，该外延片包括：蓝宝石衬底101，依次层叠设置在该蓝宝石衬底101表面的N型层102、发光层103及P型层104；在部分P型层104区域蚀刻裸露出N型层102。
S2，在P型层104表面制备电流阻挡层20，该电流阻挡层20的材质为透明的二氧化硅层，在该电流阻挡层20上通过酸性蚀刻液蚀刻出多个“V”形导电槽孔201，所述导电槽孔201的分布以后续制备P电极401的区域为中心，向外围方向密度逐渐增大，所述导电槽孔201的槽壁呈倾斜设置，其倾斜角度a为30°，此角度a可通过蚀刻时间进行控制，在此不作详细描述。
S3，在电流阻挡层20表面制备一透明导电层30，该透明导电层为ITO导电层30，在其他实施例中，可以用氧化锌导电层或石墨烯等替代。该ITO导电层30通过电流阻挡层20的“V”形导电槽孔201与P型层104形成欧姆接触。
S4，分别在透明导电层30与N型层102上制备出P电极401及N电极402。
S5，制备一透明保护层50，所述透明保护层50覆盖在透明导电层30与N型层102表面并裸露出P电极401与N电极402。所述透明保护层50为二氧化硅层。
通过上述步骤即完成本实施例提供的LED芯片的制备。
本实施例中，所述电流阻挡层20上设有多个“V”形导电槽孔201，该“V”形导电槽孔的夹角端朝向P电极设置，符合电流向外扩散的方向，电流一分二扩散，扩散更均匀。在其他实施例中，导电槽孔的形状也可以为“U”形或“人”形结构。同样的，导电槽孔可设置为圆环形等环形结构，各环形的导电槽孔呈同心环设置，只要各环形的导电槽孔间的间距逐渐减小即满足向外围方向密度逐渐增大的效果。本领域内的技术人员可从上述描述中能轻易掌握及实现的。
本实施例中，所述导电槽孔201的槽壁呈倾斜设置，其倾斜角度a为30°，具有导流的作用，防止集中的电流突然流入GaN外延层，造成LED芯片被击穿爆点。在其他实施例中，其角度a在10-45°均可达到较好的效果。
本实用新型提供的技术方案，电流阻挡层铺满整个P型层表面，电流阻挡层设有多个导电槽孔，所述导电槽孔的分布以P电极的垂直投影区域为中心，向外围方向密度逐渐增大，透明导电层通过导电槽孔与P型层形成欧姆接触。越靠近P电极位置电流越大，所以导电槽孔的密度较小，可将电流强制性的往外围扩散，达到电流扩散均匀的特点，使出光均匀，在大功率、大尺寸的LED芯片中，P电极无需通过延伸电极脚来帮助扩散电流；同时，所述导电槽孔的槽壁呈倾斜设置，具有导流的作用，防止集中的电流突然流入GaN外延层，造成LED芯片被击穿爆点。其具有结构简单、成本低、电流扩散均匀、光电性好等特点。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：蓝宝石衬底，依次层叠设置在该蓝宝石衬底表面的N型层、发光层及P型层，以及电流阻挡层、透明导电层、P电极及N电极；所述部分P型层区域蚀刻裸露出N型层，所述电流阻挡层及透明导电层依次层叠在P型层表面，所述P电极及N电极分别设置在P型层上的透明导电层及裸露出N型层上，所述电流阻挡层上设有多个导电槽孔，所述导电槽孔的分布以P电极的垂直投影区域为中心，向外围方向密度逐渐增大，所述导电槽孔的槽壁呈倾斜设置，所述透明导电层通过导电槽孔与P型层形成欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于：所述导电槽孔的槽壁的倾斜角度为10-45°。
3.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于：所述导电槽孔为“V”形、“U”形或“人”形结构。
4.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于：所述导电槽孔呈环形结构，多个导电槽孔以P电极的垂直投影区域为中心呈同心环设置。
5.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于：所述电流阻挡层为二氧化硅层。
6.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于：所述透明导电层为ITO导电层、氧化锌导电层或石墨烯。
7.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于：还包括一透明保护层，所述透明保护层覆盖在透明导电层与N型层表面并裸露出P电极与N电极。
8.根据权利要求7所述的一种LED芯片，其特征在于：所述透明保护层为二氧化硅层。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110797440A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-02-14 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种以氧化锌为电流扩展层的发光二极管芯片的制备方法 |
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