[發明專利]一種高光效紫光LED芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 201910768098.8
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110459661A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 仇美懿;莊家銘
• 申請（專利權）人: 佛山市國星半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L33/44
• 分類號: H01L33/44;H01L33/38
• 代理公司: 44202 廣州三環專利商標代理有限公司
• 代理人: 胡楓;李素蘭<國際申請>=<國際公布>=

本發明公開了一種高光效紫光LED芯片，其包括襯底；設于襯底表面的外延層，所述外延層依次包括第一半導體層、有源層和第二半導體層；設于所述第二半導體層的至少一層出光膜層；設于所述出光膜層上的透明導電層；設于所述第一半導體層的第一電極；和設于所述透明導電層的第二電極；其中，所述出光膜層為一透明層，其折射率為1.9～2.6；其中，所述出光膜層為一透明層，其折射率為1.9～2.6；所述出光膜層設有孔道，所述透明導電層通過所述孔道與所述第二半導體層連接。本發明在紫光LED芯片的外延層與透明導電層之間設置了出光膜層，且出光膜層的折射率與GaN層相近，減少了紫光的反射，增加了紫光的透光率，提升了LED芯片的光效，采用本發明的LED芯片結構，紫光的透光率可達到90％以上。

技術領域

本發明涉及發光二極管技術領域，尤其涉及一種高光效紫光LED芯片及其制備方法。

背景技術

發光二極管，英文單詞的縮寫LED，主要含義：LED＝Light Emitting Diode，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，作為照明器件，相對傳統照明器件，發光二極管有相當大優勢——壽命長、光效高、無輻射、低功耗、綠色環保。目前LED主要用于顯示屏、指示燈、背光源等領域。

紫光LED是一種新興LED芯片，在紫光LED芯片各層之中Al含量較高；因此其P型GaN摻雜較普通LED芯片更為困難；也導致P型GaN層空穴載流子濃度低下和不易長厚而導致電流不易擴散，當前普遍采用在P型GaN表面制備ITO薄膜的方法達到電流得均勻擴散。但是這種ITO層的折射率較小，僅為1.7～1.9左右，而GaN的折射率又相對較高(2.4左右)；根據斯奈爾定律，當光密介質傳輸到光疏介質時，容易產生全反射現象；由于紫光波長較短，紫光的全反射現象較其他顏色光更加嚴重。因此，傳統的紫光LED芯片通常光效較低，透光率通常低于85％。

為了減少ITO層對于紫光的全反射，目前常用的手段是減薄ITO層的厚度，將其厚度降到60nm以下，從而提升紫光的透過率。然而，減薄ITO層會導致電流擴展效應變差，也會提高正向電壓，從而降低LED芯片的性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種高光效紫光LED芯片，其能有效增加紫光LED芯片透光率，提升光效。

本發明還要解決的技術問題在于，提供一種高光效紫光LED芯片的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高光效紫光LED芯片，其包括襯底；設于襯底表面的外延層，所述外延層依次包括第一半導體層、有源層和第二半導體層；

設于所述第二半導體層的至少一層出光膜層；設于所述出光膜層上的透明導電層；設于所述第一半導體層的第一電極；和設于所述透明導電層的第二電極；

其中，所述出光膜層為一透明層，其折射率為1.9～2.6；所述出光膜層設有孔道，所述透明導電層通過所述孔道與所述第二半導體層連接。

作為上述技術方案的改進，所述出光膜層經光刻刻蝕后形成出光柱；所述孔道設于所述出光柱之間；所述透明導電層通過所述孔道與所述第二半導體層連接。

作為上述技術方案的改進，所述出光膜層由AlN、TiO₂、Ti₂O₅、TiO、Ti₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂、Nb₂O₅、ZnO₅、ZnO₂、Nb₂O₅、CeO₂、ZnS、ZnSe中的一種或多種制成。

作為上述技術方案的改進，所述出光膜層的厚度為

作為上述技術方案的改進，根據公式