[發明專利]LED芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201410742580.1
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN105655460B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 張杰;彭遙
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

本發明提出一種LED芯片，該LED芯片包括：襯底；在所述襯底之上依次包括緩沖層、N型半導體層、發光層、P型半導體層和透明導電層，其中，所述透明導電層的表面設置不同間隔的多個同心弧線溝槽；位于所述透明導電層之上與所述透明導電層電連接的P型電極，和位于所述透明導電層旁側與所述N型半導體層電連接的N型電極。本發明的LED芯片可以有效減小電流擁堵，使得電流擴散更加均勻，發光效率得到提高，壽命長、穩定性得到增強。本發明還提出一種LED芯片的制備方法。

技術領域

本發明涉及發光器件技術領域，特別涉及一種LED芯片及其制備方法。

背景技術

LED(Lighting Emitting Diode，發光二極管)芯片是LED的核心結構，目前，LED芯片大多采用藍寶石作為襯底，如圖1所示，芯片結構包括：(1)、在藍寶石襯底材料上分別沉積外延層，從下到上依次為緩沖層、N型GaN層，MQW(Multiple Quantum Wells，多量子阱)發光層，P型GaN層。(2)、將芯片從P型GaN層刻蝕至N型GaN層，在刻蝕區域上制備N電極即負極。(3)、在P型GaN層上沉積ITO(Indium tin oxide，氧化銦錫)層，在ITO層上制備P電極即正極，其中，ITO層之上包括二氧化硅鈍化層。

但是，對于如圖1所示的水平結構的LED芯片，電流擴散很不均勻，產生電流擴散不均勻的原因主要是因為P型GaN和N型GaN的電阻率差別很大，電流流經P型GaN層時，基本沒有橫向擴散，因此在P型GaN表面通過ITO透明導電層解決了電流擴散的問題。但是，如圖2所示，當電流經過P型GaN層擴散時，由于ITO層的電阻率較低，電流會經過ITO橫向擴散大量集聚在靠近負極的區域，發生擁堵現象，造成該部分電流密度過大，進而影響芯片的穩定性，降低其光效和使用壽命。

具體地，如圖3所示，為相關技術中的LED芯片電流流向的路徑模型。出現電流橫向擴散的區域只有ITO層和N型GaN層，其中，ITO層電阻設為dt，N型GaN層電阻設為dx，P型GaN層電阻設為R1，PN結臺階電阻設為R2。由于常規ITO材料的電阻率小于N型GaN的電阻率，其中，ITO的電阻率在10^-4數量級，而N型GaN層的電阻率在10^-2-10^-3數量級，因此電流會優先通過ITO橫向擴散至靠近負極的區域例如圖3中的L路徑，造成電流擁堵在靠近負極的區域。

針對水平結構的LED芯片的電流會擁堵在靠近電極的區域的缺點，在相關技術中公開了一種改善的方案。如圖4所示，在相關技術中，基于上述芯片結構，在ITO層上制作完成孔洞，孔洞從正極向負極存在疏密分布，孔洞的制作使得電流能夠盡量均勻地注入整個LED芯片，使其工作于均勻發光的狀態，提高了LED芯片的發光效率。

雖然在ITO層表面制作孔洞，緩解了電流優先向負極區域擴散的不均勻現象，但是，同樣存在一些問題，例如，ITO層表面電流的局部擴散不均勻，電流會優先流向沒有ITO孔洞的區域，即：ITO上無孔洞的區域電流密度大，而有孔洞的區域電流密度小，因而也會造成電流擴散的不均勻性。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述的技術問題之一。為此，本發明需要提出一種LED芯片，該LED芯片可以有效減小電流擁堵，使得電流擴散更加均勻，發光效率得到提高，壽命長、穩定性得到增強。

本發明還提出一種該LED芯片的制備方法。

為解決上述問題，本發明一方面實施例提出一種LED芯片，該LED芯片包括：襯底；在所述襯底之上依次包括緩沖層、N型半導體層、發光層、P型半導體層和透明導電層，其中，所述透明導電層的表面設置不同間隔的多個同心弧線溝槽；位于所述透明導電層之上與所述透明導電層電連接的P型電極，和位于所述透明導電層旁側與所述N型半導體層電連接的N型電極。