[實用新型]一種高效出光的GaN基LED芯片

有效

• 申請號: 201520321950.4
• 申請日: 2015-05-19
• 公開（公告）號: CN204668344U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 林海鳳;吳飛翔;董發;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 南通同方半導體有限公司;同方股份有限公司
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本實用新型涉及半導體發光領域，特別是具有高效出光的N區結構GaN基LED芯片。

背景技術

GaN材料是第三代半導體材料，禁帶寬度為3.4eV，由于它性質穩定，又是波長位于藍紫光的直接帶隙發光材料，因此是制造藍紫光LED芯片的優質材料。隨著外延生長技術和多量子阱結構的發展，GaN基LED的內量子效率已經有了非常大的提高，目前GaN基的內量子效率可達70%以上，但LED的外量子效率通常只有40%左右。所以進一步提高GaN基LED的外量子提取效率能提高LED出光效率和降低LED的使用成本。

然而影響GaN基的LED外量子效率的主要因素除了由于GaN材料與空氣的折射率差較大導致光提取效率較低之外，金屬電極對于光的吸收也非常嚴重。如圖1所示，從LED多量子阱發光層5側面發出的光被N型電極9的側面吸收掉，從而損失了一部分光效。常規的LED為了減少芯片電極的吸光，設計了反射電極，但N型電極9側面的吸光并未得到有效改善，大大影響了出光效率。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種高效出光的GaN基LED芯片。它能有效提高LED的外量子取出效率，提高芯片亮度。

為了達到上述實用新型目的，本實用新型的技術方案以如下方式實現：

一種高效出光的GaN基LED芯片，它包括從下到上依次排列的襯底、GaN緩沖層、不摻雜U-GaN層、N-GaN層、多量子阱發光層、P-GaN層和透明導電層。在芯片一端的透明導電層上設置P型電極，在芯片另一端的N-GaN?層歐姆接觸層上設置N型電極。其結構特點是，所述N-GaN層歐姆接觸層上還置有柱狀平臺。所述柱狀平臺位于多量子阱發光層與N型電極之間，?柱狀平臺從下至上依次為N-GaN層、多量子阱發光層和P-GaN層。

在上述高效出光的GaN基LED芯片中，所述柱狀平臺的寬度為5-10μm。

如上所述高效出光的GaN基LED芯片的制作方法，包括以下制作步驟：

1）利用金屬有機物化學氣相沉積技術，在襯底上表面依次外延生長GaN緩沖層、不摻雜U-GaN層、N-GaN層、多量子阱發光層、P-GaN以及透明導電層（7）；

2）利用曝光技術及ICP技術部分刻蝕出N-GaN層歐姆接觸層并形成柱狀平臺，刻蝕深度為12000?，柱狀平臺寬度為5-10μm；

3）利用蒸鍍技術制備透明導電層并利用曝光技術和刻蝕技術制備出P-GaN層歐姆接觸層；

4）利用蒸鍍和曝光技術制備P型電級和N型電極；

5）將制作完成的LED芯片背面減薄；

6）利用蒸發方法在芯片背面制作ODR或DBR反射層；

7）將LED芯片通過激光切割和劈裂機劈裂成小芯粒。

本實用新型由于采用了上述結構，在多量子阱發光層與N型電極之間設置了柱狀平臺，?GaN材料的柱狀平臺對光幾乎不吸收，所以使得從多量子阱發光層側面發出的光沒有被N型電極側面吸收掉，而是被反射回來，有效降低N電極側面對于有源區發出的光的吸收，大大提高了LED的外量子取出效率，從而提高了芯片亮度。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1為現有技術中GaN基LED芯片的結構示意圖；

圖2為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

參看圖2，本實用新型高效出光的GaN基LED芯片包括從下到上依次排列的襯底1、GaN緩沖層2、不摻雜U-GaN層3、N-GaN層4、多量子阱發光層5、P-GaN層6和透明導電層7。在芯片一端的透明導電層7上設置P型電極8，在芯片另一端的N-GaN?層4歐姆接觸層上設置N型電極9。多量子阱發光層5與N型電極9之間的N-GaN層4歐姆接觸層上還置有柱狀平臺10。柱狀平臺10從下至上依次為N-GaN層4、多量子阱發光層5和P-GaN層6。

本實用新型GaN基LED芯片的制作方法實施例一：

1）利用金屬有機物化學氣相沉積技術在襯底1上表面依次外延生長GaN緩沖層2、不摻雜U-GaN層3、N-GaN層4、多量子阱發光層5、P-GaN層6以及透明導電層7；

2）利用曝光技術及ICP技術部分刻蝕出N-GaN歐姆接觸層4，形成柱狀平臺10，刻蝕深度為12000?，柱狀平臺10的寬度為5μm；

3）利用蒸鍍技術制備透明導電層并利用曝光技術和刻蝕技術制備出P-GaN?6歐姆接觸層；

4）利用蒸鍍和曝光技術制備P型電級8和N型電極9；