Led芯片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED芯片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light-Emitting D1de，LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時(shí)至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛?。而用途也由初時(shí)作為指示燈、顯示板等；隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)光二極管已被廣泛的應(yīng)用于顯示器、電視機(jī)采光裝飾和照明。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，參圖1所示，以藍(lán)寶石襯底GaN外延結(jié)構(gòu)LED芯片為例，通常包括襯底10’、N型半導(dǎo)體層20’、發(fā)光層30’、P型半導(dǎo)體層40’、電流阻擋層50’、透明導(dǎo)電層60’、鈍化層70’、P電極81’和N電極82’等，其制備方法通常為:
1)通過MOCVD在藍(lán)寶石襯底上生長GaN外延；
2)芯片正常MESA制作；
3)電流阻擋層制作；
4)透明導(dǎo)電層制作；
5)制作S12鈍化層、金屬N電極和P電極。
[0004]上述LED芯片電流阻擋層能夠阻隔P電極下方P型半導(dǎo)體層和ITO透明導(dǎo)電層之間的電流，然而由于正常的ITO透明導(dǎo)電層中具有缺陷，且ITO透明導(dǎo)電層的體電阻較大，對透明導(dǎo)電層的橫向電流擴(kuò)展有一定的影響，使得LED芯片的亮度受到影響。
[0005]因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種LED芯片及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種LED芯片及其制備方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
一種LED芯片，所述LED芯片從下向上依次包括:
襯底；
位于所述襯底上的N型半導(dǎo)體層；
位于所述N型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層；
位于所述發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層；
位于所述P型半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層；
位于所述透明導(dǎo)電層上的納米金屬層，所述納米金屬層包括若干納米金屬顆粒； 與所述P型半導(dǎo)體層電性導(dǎo)通的P電極、以及與所述N型半導(dǎo)體層電性導(dǎo)通的N電極。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述透明導(dǎo)電層為IT0、ZIT0、Z10、G10、ZT0、FT0、AZ0、GZO中的一種或多種的組合。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述納米金屬層為納米銀層。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述納米金屬層的厚度為l~10nm。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電層之間對應(yīng)于P電極下方區(qū)域設(shè)有電流阻擋層。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述透明導(dǎo)電層上方設(shè)有鈍化層。
[0013]相應(yīng)地，一種LED芯片的制備方法，所述方法包括:
提供一襯底；
在襯底上依次外延生長N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層及P型半導(dǎo)體層；
在P型半導(dǎo)體層上制備透明導(dǎo)電層；
在透明導(dǎo)電層上制備納米金屬層，納米金屬層包括若干納米金屬顆粒；
制作P電極和N電極。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述“在P型半導(dǎo)體層上制備透明導(dǎo)電層”具體為:
在氧氣體積流量0.l~0.5sCCm條件下采用磁控濺射法制備透明導(dǎo)電層，并在
560~600°C下進(jìn)行有氧快速退火，退火時(shí)間180~300s。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述“在透明導(dǎo)電層上制備納米金屬層”具體為: 采用電子束蒸發(fā)或者磁控濺射沉積l~10nm厚的納米銀層，使用快速退火爐或爐管在氮?dú)鈿夥罩型嘶稹?br>[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述“在P型半導(dǎo)體層上制備透明導(dǎo)電層”前還包括: 在P型半導(dǎo)體層上制備電流阻擋層。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
在氧氣氛中制備透明導(dǎo)電層，氧組分的增加可以減少透明導(dǎo)電層的缺陷，提高了透明導(dǎo)電層的透光率；同時(shí)，能夠有效增加透明導(dǎo)電層與P型半導(dǎo)體層的接觸電阻；
納米銀層層能夠有效降低透明導(dǎo)電層的體電阻；同時(shí)，納米銀層與透明導(dǎo)電層相結(jié)合，能夠提高透明導(dǎo)電層的電流橫向擴(kuò)展能力，納米銀顆粒能夠有效反射熒光粉回射的光，從而提尚LED芯片的殼度。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LED芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例中LED芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例中LED芯片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]此外，在不同的實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡單清楚地?cái)⑹霰景l(fā)明，不代表所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)聯(lián)性。
[0024]參圖1所示為本發(fā)明的第一實(shí)施例中LED芯片的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，LED芯片從下至上分別為:
襯底10，襯底可以是藍(lán)寶石、S1、SiC、GaN、ZnO等；
N型半導(dǎo)體層20，N型半導(dǎo)體層可以是N型GaN等，N型半導(dǎo)體層20上設(shè)有N型半導(dǎo)體臺面；
發(fā)光層30，發(fā)光層可以是GaN、InGaN等；
P型半導(dǎo)體層40，P型半導(dǎo)體層可以是P型GaN等；
透明導(dǎo)電層50，本實(shí)施例中為ITO透明導(dǎo)電層，在其他實(shí)施例中也可以為ΖΙΤΟ、ΖΙ0、G10、ΖΤ0、FTO、AZO、GZO、In4Sn3012、NiAu等透明導(dǎo)電層，同時(shí)，透明導(dǎo)電層可以為一層，也可以為上述透明導(dǎo)電層中兩種或兩種以上的組合層結(jié)構(gòu)；
納米金屬層60，納米金屬層60包括若干納米金屬顆粒，優(yōu)選地，在本實(shí)施例中納米金屬層60為厚度l~10nm的納米銀層，在其他實(shí)施例中也可以為納米Au層等；
P電極71和N電極72，P電極通過透明導(dǎo)電層與P型半導(dǎo)體層電性連接，N電極位于N型半導(dǎo)體臺面上且與N型半導(dǎo)體層電性連接。
[0025]相應(yīng)地，本實(shí)施例中LED芯片的制備方法，具體包括:
提供一襯底，如藍(lán)寶石襯底；
在襯底上依次外延生長N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層及P型半導(dǎo)體層等GaN外延層；
在P型半導(dǎo)體層上制備透明導(dǎo)電層；
在透明導(dǎo)電層上制備納米金屬層；
制作P電極和N電極。
[0026]其中，N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層及P型半導(dǎo)體層等GaN外延層采用正常的MESA工藝制作，P電極和N電極也采用常規(guī)沉積或蒸鍍工藝制作，本發(fā)明中不再進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]本實(shí)施例中透明導(dǎo)電層的制備方法具體為:
在氧氣體積流量0.1-0.5sccm條件下采用磁控派射法制備ITO透明