[發明專利]發光二極管芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 202010699049.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111883624B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王群;郭磊磊;葛永暉;董彬忠;李鵬;王江波
• 申請（專利權）人: 華燦光電（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/24;H01L33/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 呂耀萍

1.一種發光二極管芯片，其特征在于，所述發光二極管芯片包括襯底(10)、緩沖層(20)、未摻雜氮化鎵層(30)、N型半導體層(40)、有源層(50)、P型半導體層(60)、N型電極(91)和P型電極(92)；所述緩沖層(20)鋪設在所述襯底(10)上，所述未摻雜氮化鎵層(30)鋪設在所述緩沖層(20)上；所述N型半導體層(40)和所述P型半導體層(60)間隔設置在所述未摻雜氮化鎵層(30)上；所述N型半導體層(40)和所述P型半導體層(60)之間形成凹槽(100)，所述凹槽(100)呈倒梯形棱柱狀；所述有源層(50)鋪設在所述凹槽(100)的內壁上；所述N型電極(91)設置在所述N型半導體層(40)上，所述P型電極(92)設置在所述P型半導體層(60)上。

2.根據權利要求1所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述凹槽(100)的深度為0.5μm～2.5μm，所述凹槽(100)的側面與所述凹槽(100)的底面之間的夾角為105°～150°。

3.根據權利要求1或2所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述有源層(50)為InGaN層，所述有源層(50)的厚度為2nm～20nm。

4.根據權利要求1或2所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述發光二極管芯片還包括第一高阻層(71)和第二高阻層(72)，所述第一高阻層(71)和所述第二高阻層(72)均為表面具有凹坑(200)的氮化鎵層，所述凹坑(200)的大小與所述氮化鎵層在所述凹坑(200)處的缺陷大小正相關；所述第一高阻層(71)插設在所述N型半導體層(40)中，將所述N型半導體層(40)劃分為兩個子層，所述N型半導體層(40)的兩個子層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層(30)的方向排列；所述第二高阻層(72)插設在所述P型半導體層(60)中，將所述P型半導體層(60)劃分為兩個子層，所述P型半導體層(60)的兩個子層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層(30)的方向排列。

5.根據權利要求4所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述第一高阻層(71)和所述第二高阻層(72)的厚度均為20nm～150nm。

6.根據權利要求5所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述第一高阻層(71)和所述第二高阻層(72)的數量均為多個，多個所述第一高阻層(71)沿遠離所述未摻雜氮化鎵層(30)的方向排列，多個所述第二高阻層(72)沿遠離所述未摻雜氮化鎵層(30)的方向排列。

7.根據權利要求5所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述發光二極管芯片還包括改善層(80)，所述改善層(80)為表面具有凹坑(200)的氮化鎵層，所述凹坑(200)的大小與所述氮化鎵層在所述凹坑(200)處的缺陷大小正相關；所述改善層(80)插設在所述未摻雜氮化鎵層(30)之間中，將所述未摻雜氮化鎵層(30)劃分為兩個子層，所述未摻雜氮化鎵層(30)的兩個子層沿遠離所述襯底(10)的方向排列。

8.根據權利要求7所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述改善層(80)的厚度為100nm～300nm。

9.一種發光二極管芯片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

在襯底上形成緩沖層；

在所述緩沖層上形成未摻雜氮化鎵層；

在所述未摻雜氮化鎵層上分別形成N型半導體層和P型半導體層；所述N型半導體層和所述P型半導體層間隔設置在所述未摻雜氮化鎵層上，所述N型半導體層和所述P型半導體層之間形成凹槽，所述凹槽呈倒梯形棱柱狀；

在所述凹槽的內壁上形成有源層；

在所述N型半導體層背向所述P型半導體層的表面上設置N型電極，在所述P型半導體層背向所述N型半導體層的表面上設置P型電極。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

在所述N型半導體層和所述P型半導體層的形成過程中，生長氮化鎵層，并采用化學溶液腐蝕所述氮化鎵層的表面，使所述氮化鎵層的表面具有凹坑，所述凹坑的大小與所述氮化鎵層在所述凹坑處的缺陷大小正相關；

其中，所述氮化鎵層插設在所述N型半導體層中，將所述N型半導體層劃分為兩個子層，所述N型半導體層的兩個子層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層的方向排列；

所述氮化鎵層插設在所述P型半導體層中，將所述P型半導體層劃分為兩個子層，所述P型半導體層的兩個子層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層的方向排列。