[發(fā)明專利]發(fā)光二極管芯片及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010699049.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111883624B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王群;郭磊磊;葛永暉;董彬忠;李鵬;王江波
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11138
• 代理人: 呂耀萍

本公開提供了一種發(fā)光二極管芯片及其制備方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。所述發(fā)光二極管芯片包括襯底、緩沖層、未摻雜氮化鎵層、N型半導(dǎo)體層、有源層、P型半導(dǎo)體層、N型電極和P型電極；所述緩沖層鋪設(shè)在所述襯底上，所述未摻雜氮化鎵層鋪設(shè)在所述緩沖層上；所述N型半導(dǎo)體層和所述P型半導(dǎo)體層間隔設(shè)置在所述未摻雜氮化鎵層上；所述N型半導(dǎo)體層和所述P型半導(dǎo)體層之間形成凹槽，所述凹槽呈倒梯形棱柱狀；所述有源層鋪設(shè)在所述凹槽的內(nèi)壁上；所述N型電極設(shè)置在所述N型半導(dǎo)體層上，所述P型電極設(shè)置在所述P型半導(dǎo)體層上。本公開可以提高LED芯片的正面出光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

LED(英文：Light Emitting Diode，中文：發(fā)光二極管)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子器件。芯片是LED的核心器件，目前主要采用氮化鎵基材料形成。

相關(guān)技術(shù)中，LED芯片包括襯底、緩沖層、未摻雜氮化鎵層、N型半導(dǎo)體層、有源層、P型半導(dǎo)體層、N型電極和P型電極。緩沖層、未摻雜氮化鎵層、N型半導(dǎo)體層、有源層、P型半導(dǎo)體層依次層疊在襯底上，P型半導(dǎo)體層上設(shè)有延伸至N型半導(dǎo)體層的凹槽，N型電極設(shè)置在凹槽內(nèi)的N型半導(dǎo)體層上，P型電極設(shè)置在P型半導(dǎo)體層上。

襯底提供外延生長的表面，緩沖層為外延生長提供成核中心，未摻雜氮化鎵層改善襯底材料和氮化鎵基材料之間晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力和缺陷，N型電極和P型電極注入電流，N型半導(dǎo)體層提供的電子和P型半導(dǎo)體層提供的空穴遷移到有源層中進行復(fù)合發(fā)光。有源層發(fā)出的光線中，使用從N型電極和P型電極所在側(cè)(稱為芯片正面)射出的光線，但是LED芯片的正面出光效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本公開實施例提供了一種發(fā)光二極管芯片及其制備方法，可以提高LED芯片的正面出光效率。所述技術(shù)方案如下：

一方面，本公開實施例提供了一種發(fā)光二極管芯片，所述發(fā)光二極管芯片包括襯底、緩沖層、未摻雜氮化鎵層、N型半導(dǎo)體層、有源層、P型半導(dǎo)體層、N型電極和P型電極；所述緩沖層鋪設(shè)在所述襯底上，所述未摻雜氮化鎵層鋪設(shè)在所述緩沖層上；所述N型半導(dǎo)體層和所述P型半導(dǎo)體層間隔設(shè)置在所述未摻雜氮化鎵層上；所述N型半導(dǎo)體層和所述P型半導(dǎo)體層之間形成凹槽，所述凹槽呈倒梯形棱柱狀；所述有源層鋪設(shè)在所述凹槽的內(nèi)壁上；所述N型電極設(shè)置在所述N型半導(dǎo)體層上，所述P型電極設(shè)置在所述P型半導(dǎo)體層上。

可選地，所述凹槽的深度為0.5μm～2.5μm，所述凹槽的側(cè)面與所述凹槽的底面之間的夾角為105°～150°。

可選地，所述有源層為InGaN層，所述有源層的厚度為2nm～20nm。

可選地，所述發(fā)光二極管芯片還包括第一高阻層和第二高阻層，所述第一高阻層和所述第二高阻層均為表面具有凹坑的氮化鎵層，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(guān)；所述第一高阻層插設(shè)在所述N型半導(dǎo)體層中，將所述N型半導(dǎo)體層劃分為兩個子層，所述N型半導(dǎo)體層的兩個子層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層的方向排列；所述第二高阻層插設(shè)在所述P型半導(dǎo)體層中，將所述P型半導(dǎo)體層劃分為兩個子層，所述P型半導(dǎo)體層的兩個子層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層的方向排列。

可選地，所述第一高阻層和所述第二高阻層的厚度均為20nm～150nm。

可選地，所述第一高阻層和所述第二高阻層的數(shù)量均為多個，多個所述第一高阻層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層的方向排列，多個所述第二高阻層沿遠離所述未摻雜氮化鎵層的方向排列。

可選地，所述發(fā)光二極管芯片還包括改善層，所述改善層為表面具有凹坑的氮化鎵層，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(guān)；所述改善層插設(shè)在所述未摻雜氮化鎵層中，將所述未摻雜氮化鎵層劃分為兩個子層，所述未摻雜氮化鎵層的兩個子層沿遠離所述襯底的方向排列。

可選地，所述改善層的厚度為100nm～300nm。