專利名稱：一種具有電流阻擋層的led芯片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種LED芯片，尤其是涉及一種具有電流阻擋層的LED芯片。
背景技術：
發(fā)光二極管(英文縮寫為LED)是利用半導體的P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成的一種半導體發(fā)光器件。LED具有亮度高、功耗低、壽命長、工作電壓低、易集成化等優(yōu)點。LED是一種固態(tài)冷光源，是繼白熾燈、熒光燈和高強度放電(英文縮寫為HID)燈(如高壓鈉燈和金鹵燈)之后的第四代新光源，被公認為21世紀最具發(fā)展前景的高新技術領域之一，由于LED蘊藏著巨大的商機，正成為世界各國研究的熱點。在常規(guī)GaN基LED結(jié)構(gòu)中，由于現(xiàn)有的外延技術還難以獲得高摻雜濃度、厚度較厚、電流擴散能力好的P型電流擴展層，所以普遍在P-GaN層上使用ITO電流擴展層。在這種LED結(jié)構(gòu)發(fā)光機制中，由于P-GaN層的電流擴展局限，使得電流由金屬電極注入，大部分電流集中在金屬電極的正下方或ITO電流擴展層中，不能很好地使電流通過P-GaN注入到有源區(qū)復合產(chǎn)生發(fā)光。為了使更多的電流注入到P-GaN層，人們提出的辦法是在電極的正下方制備電流阻擋層，減小電流在電極正下方的聚集。中國專利(CN101752478A)公開的一種改善電流擴展效率的發(fā)光二極管及其制備方法，該發(fā)明提供一種改善發(fā)光二極管電流擴展效率的發(fā)光二極管及其制備方法，該發(fā)光二極管包括襯底、N型電流擴展層、多量子阱有源發(fā)光區(qū)、P 型電流擴展層、透明導電層、P電極及N電極，其中，所述的P型電流擴展層內(nèi)形成有一電流阻擋區(qū)，該電流阻擋區(qū)內(nèi)設置有電流阻擋層；所述的方法是通過離子植入或二次外延的方式在P型電流擴展層內(nèi)形成電流阻擋層，該發(fā)明所述的電流阻擋層，它能使P型電極注入的電流橫向擴展到電極下方以外的有源發(fā)光區(qū)，使P電極下方無電流，不發(fā)光，增加了發(fā)光效率，減少了焦耳熱的產(chǎn)生，提高了器件的熱性能、壽命及可靠性。但由于電流擴展層雖然具有較好的導電能力，但電流在電流擴展層的擴散距離有限，對于大尺寸芯片，還不能形成較好的電流擴散效應。

實用新型內(nèi)容為了克服這種結(jié)構(gòu)的電流擴散局限性，本新用新型提出一種具有新型電流阻擋層的LED芯片，即在LED芯片中制作一種不局限于金屬電極正下方的電流阻擋層，通過在金屬電極下方形成呈樹枝狀或網(wǎng)格點狀的電流阻擋層結(jié)構(gòu)，優(yōu)化電流擴散能力，同時提高LED 芯片的散熱能力、壽命及可靠性。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種具有電流阻擋層的LED芯片， 其包括生長襯底；N-GaN層、發(fā)光層和P-GaN層，依次形成于生長襯底上；透明導電層，形成于P-GaN層上；P電極歐姆接觸層，形成于透明導電層上；N電極歐姆接觸層，形成于暴露的N-GaN層上；電流阻擋層，介于P電極歐姆接觸層與P-GaN層之間，呈樹枝狀或網(wǎng)格點狀。透明導電層材料可選用IT0、ai0、In摻雜&ι0、Α1摻雜ZnO或( 摻雜ZnO材料中的一種或前述的任意組合之一。上述具有新型電流阻擋層的LED芯片，電流阻擋層材料可選用二氧化硅(Si02)、 氮化硅(Si3N4)、二氧化鈦(Ti02)、三氧化二鈦(Ti203)、五氧化三鈦(Ti305)、五氧化二鉭 (Ta2O5)、氧化鋯(ZrO2)材料中的一種或前述的任意組合之一。前述電流阻擋層由兩部分構(gòu)成，一部分位于P電極歐姆接觸層的正下方，另一部分分布在P電極歐姆接觸層的正下方的周圍。位于P電極歐姆接觸層的正下方部分的面積可大于或等于P電極歐姆接觸層的面積。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是本實用新型通過在金屬電極下方形成樹枝狀或網(wǎng)格點狀的電流阻擋層結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化電流擴散能力，同時提高LED芯片的散熱能力，減少焦耳的產(chǎn)生，提高LED芯片的壽命及可靠性。

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。圖1為本實用新型優(yōu)選實施例1的側(cè)面剖視圖。圖2為本實用新型優(yōu)選實施例1的電極和電流阻擋層的分布示意圖。圖3為本實用新型優(yōu)選實施例2的側(cè)面剖視圖。圖4為本實用新型優(yōu)選實施例2的電極和電流阻擋層的分布示意圖。圖中各標號11，21:生長襯底；13，23:發(fā)光層；15，25:透明導電層；
12，22 =N-GaN 層； 14，24=P-GaN 層； 16，26 =P電極歐姆接觸層
17，27 =N電極歐姆接觸層；18，觀電流阻擋層。
具體實施方式
以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。 需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本實用新型中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術方案均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。如圖1、3所示，一種具有電流阻擋層的LED芯片，包括一生長襯底ll(21);N_GaN 層12 (22)、發(fā)光層13 (23)和P-GaN層14 (對)，依次形成于生長襯底11 (21)上；透明導電層15 (25)，形成于P-GaN層14 (24)上；P電極歐姆接觸層16 ( )，形成于透明導電層 15 (25)上；N電極歐姆接觸層17 (27)，形成于暴露的N-GaN層12 (22)上；電流阻擋層18 (28)介于P電極歐姆接觸層16 (26)與P-GaN層14 (24)之間。生長襯底11 (21)可為藍寶石基板或其他適合的材料，透明導電層15 (25)的材料可以從ITO、ZnO, In摻雜SiO、Al摻雜SiO、Ga摻雜SiO中選取，本實用新型優(yōu)選實施例選用ITO作為導電層材料。電流阻擋層18 (28)的材料可從二氧化硅、氮化硅、二氧化鈦、三氧化二鈦、五氧化三鈦、五氧化二鉭、氧化鋯中選取，本實用新型優(yōu)選實施例選擇二氧化硅作為電流阻擋層。如圖2所示，為本實用新型優(yōu)選實施例1的電極和電流阻擋層的分布示意圖。本實施例選擇二氧化硅作為電流阻擋層。二氧化硅電流阻擋層18分為兩部分，一部分位于P 電極歐姆接觸層16的正下方，其面積略大于P電極歐姆接觸層16的面積；另一部向外延伸，并呈樹枝狀。如圖4所示，為本實用新型優(yōu)選實施例2的電極和電流阻擋層的分布示意圖。本實施例選擇氮化硅作為電流阻擋層。氮化硅電流阻擋層觀呈網(wǎng)格點狀，分為兩部分，一部分位于P電極歐姆接觸層沈的正下方，其面積等于P電極歐姆接觸層沈的面積，另一部分分布在P電極歐姆接觸層沈的正下方外其他區(qū)域。
權(quán)利要求1.一種具有電流阻擋層的LED芯片，其特征在于包括 生長襯底；N-GaN層、發(fā)光層和P-GaN層，依次形成于藍寶石基板上； 透明導電層，形成于P-GaN層上； P電極歐姆接觸層，形成于透明導電層上； N電極歐姆接觸層，形成于暴露的N-GaN層上；電流阻擋層，介于P電極歐姆接觸層與P-GaN層之間，呈樹枝狀或網(wǎng)格點狀。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的一種具有新型電流阻擋層的LED芯片，其特征在于所述電流阻擋層由兩部分構(gòu)成，一部分位于P電極歐姆接觸層的正下方，另一部分分布在P電極歐姆接觸層的正下方的周圍。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的一種具有新型電流阻擋層的LED芯片，其特征在于所述電流阻擋層位于P電極歐姆接觸層的正下方部分的面積大于或等于P電極歐姆接觸層的面積。
專利摘要本實用新型公開了一種具有新型電流阻擋層的LED芯片，其特征在于包括生長襯底；N-GaN層、發(fā)光層和P-GaN層，依次形成于生長襯底上；透明導電層，形成于P-GaN層上；P電極歐姆接觸層，形成于透明導電層上；N電極歐姆接觸層，形成于暴露的N-GaN層上；呈樹枝狀或網(wǎng)格點狀的電流阻擋層，形成于P電極歐姆接觸層的下方但不局限于正下方，且介于P電極歐姆接觸層與P-GaN層之間。本實用新型具有優(yōu)化電流擴散能力，同時提高LED芯片的散熱能力、壽命及可靠性等優(yōu)點。
文檔編號H01L33/14GK202196806SQ20112028868
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者何安和, 劉傳桂, 尹靈峰, 林素慧, 鄭建森 申請人:安徽三安光電有限公司