Led芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED芯片。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)作為一種高效、環(huán)保和綠色新型固態(tài)照明光源，具有體積小、重 量輕、壽命長(zhǎng)、可靠性高及使用功耗低等優(yōu)點(diǎn)，使其得以廣泛應(yīng)用。特別地，隨著LED行業(yè)的 迅猛發(fā)展，LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用所占比例越來(lái)越高。隨著大功率LED芯片在照明領(lǐng)域廣 泛應(yīng)用，對(duì)大功率LED芯片發(fā)光效率要求與日俱增，要提升大功率LED芯片發(fā)光效率，一方 面要提高大功率LED芯片的亮度，另外一方面要降低大功率LED芯片在高電流密度下的工 作電壓。
[0003] LED芯片工作電壓主要是受電壓最小理論值、接觸電阻、低載流子濃度和低迀移率 材料的體電阻、載流子注入量子阱在導(dǎo)帶和價(jià)帶帶階處造成的能量損失等方面影響。因此， 通過(guò)減小接觸電阻來(lái)降低工作電壓是降電壓的重要方式之一。
[0004] P型GaN(GaN即為氮化鎵）材料的接觸電阻率很難達(dá)到等于或小于1(T3 D? cm2。 低阻P型GaN材料歐姆接觸主要是受到兩個(gè)方面的制約：一方面是缺乏合適的的接觸金屬 材料，另外一方面是很難獲得高濃度P型摻雜GaN基材料。
[0005] 金屬與半導(dǎo)體接觸時(shí)，若半導(dǎo)體一側(cè)的摻雜濃度很高，則勢(shì)皇區(qū)寬度將會(huì)變薄，載 流子可以通過(guò)隧穿效應(yīng)穿越勢(shì)皇，產(chǎn)生相當(dāng)大的隧穿電流，形成歐姆接觸。另外，摻雜濃度 越高，產(chǎn)生的空穴濃度越高，其電阻率越低。因此如何獲得高摻雜濃度的P型GaN層是減小 接觸阻值，增加載流子穿越金屬與半導(dǎo)體接觸勢(shì)皇區(qū)幾率，是半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域的 難題之一。
[0006] 此外，現(xiàn)有LED芯片在P型GaN層上設(shè)有P型GaN接觸層和N型InGaN接觸層，設(shè) 置N型InGaN接觸層雖然可以與芯片ITO工藝形成良好的接觸，起到降低工作電壓的作用， 但N型InGaN接觸層本身也是吸光的，影響發(fā)光亮度。
[0007] 因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種LED芯片。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種LED芯片。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種LED芯片，所述LED芯片從下向上依次包括：
[0011] 襯底；
[0012] 位于襯底上的成核層；
[0013] 位于成核層上的氮化物緩沖層；
[0014] 位于氮化物緩沖層上的非摻雜GaN層；
[0015] 位于非摻雜GaN層上的N型GaN層；
[0016] 位于N型GaN層上的多量子阱層；
[0017] 位于多量子阱層上的P型AlGaN層；
[0018] 位于P型AlGaN層上的P型GaN層；
[0019] 位于P型GaN層上的P型InGaN接觸層，所述P型InGaN接觸層中In的摩爾濃度 向著遠(yuǎn)離所述P型GaN層的方向遞增；
[0020] 位于P型InGaN接觸層上且與P型InGaN接觸層電性導(dǎo)通的P電極，位于N型GaN 層上且與N型GaN層電性導(dǎo)通的N電極。
[0021] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型InGaN接觸層中In的摩爾濃度向著遠(yuǎn)離 所述P型GaN層的方向線性遞增。
[0022] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型InGaN接觸層中Ga的摩爾濃度恒定且In 和Ga的摩爾濃度比在0. 6-2的區(qū)間內(nèi)遞增。
[0023] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型InGaN接觸層為Mg摻雜。
[0024] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型InGaN接觸層的Mg摻雜濃度為 2~4X1E20atoms/cm3。
[0025] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型InGaN接觸層的厚度為5-10nm。
[0026] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氮化物緩沖層的厚度為0. 5-lum。
[0027] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型InGaN接觸層與P電極之間設(shè)有透明導(dǎo) 電層。
[0028] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0029] 本實(shí)用新型中與金屬接觸的是P型InGaN接觸層，P型InGaN接觸層中摻雜有高濃 度的Mg，In的摩爾濃度為逐漸遞增的漸變層結(jié)構(gòu)并在接觸面上達(dá)到最高值，P型InGaN接 觸層的空穴濃度較高，減少了與金屬接觸電阻率，增加了載流子通過(guò)隧穿穿越金屬與半導(dǎo) 體接觸勢(shì)皇區(qū)的幾率，可以降低大功率LED芯片的工作電壓，同時(shí)減少吸光，從而提高了大 功率LED芯片的發(fā)光效率。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)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。
[0031] 圖1為本實(shí)用新型LED芯片的示意圖；
[0032] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)LED芯片的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實(shí) 用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(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)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型 中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)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)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0034] 參圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種LED芯片，從下向上依次包括：
[0035] 襯底10,襯底材料通常為藍(lán)寶石襯底，也可以為其他襯底材料，如Si、SiC等；
[0036] 位于襯底10上的成核層20 ;
[0037] 位于成核層20上的氮化物緩沖層30,其中氮化物緩沖層30為GaN緩沖層或A1N 緩沖層。優(yōu)選地，GaN緩沖層是高溫條件下生長(zhǎng)的高溫GaN緩沖層，氮化物緩沖層30的厚 度優(yōu)選為〇? 5-lum;
[0038] 位于氮化物緩沖層30上的非摻雜GaN層40;
[0039] 位于非摻雜GaN層40上的N型GaN層50;
[0040] 位于N型GaN層50上的多量子阱層60 ;
[0041] 位于多量子阱層60上的P型AlGaN層70;
[0042] 位于P型AlGaN層70上的P型GaN層80 ;
[0043] 位于P型GaN層80上的P型InGaN接觸層90,P型InGaN接觸層90的厚度優(yōu)選 為5-10nm，所述P型InGaN接觸層90中In的摩爾濃度向著遠(yuǎn)離所述P型GaN層80的方向 遞增，其中In的摩爾濃度可以是線性遞增也可以是非線性遞增，例如階梯式遞增；
[0044] 位于P型InGaN接觸層上且與P型InGaN接觸層電性導(dǎo)通的P電極91，位于N型 GaN層上且與N型GaN層電性導(dǎo)通的N電極51。
[0045]P型InGaN接觸層90中Ga的摩爾濃度恒定，隨著In的摩爾濃度遞增，In和Ga的 摩爾濃度的比值也呈遞增的趨勢(shì)，優(yōu)選的，In和Ga的摩爾濃度的比值在0. 6-2的區(qū)間內(nèi)。
[0046] P型InGaN接觸層90的Mg摻雜濃度為2~4XlE20atoms/cm3,高濃度的Mg摻雜可 以提升P型InGaN接觸層的空穴濃度，減少與金屬接觸的電阻率。
[0047] 優(yōu)選的，所述P型InGaN接觸層與P電極之間設(shè)有透明導(dǎo)電層（圖未示)。
[0048] 相應(yīng)地，本實(shí)用新型還公開了一種LED芯片的制備方法，具體包括：
[0049] 提供一襯底10 ;
[0050] 在襯底10上生長(zhǎng)成核層20 ;
[0051 ] 在成核層20上生長(zhǎng)氮化物緩沖層30 ;
[0052] 在氮化物緩沖層30上生長(zhǎng)非摻雜GaN層40 ;
[0053] 在非摻雜GaN層40上生長(zhǎng)N型GaN層50;
[0054] 在N型