[发明专利]发光二极管芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管芯片，尤其涉及一种可提高发光效率的发光二极管芯片以及该发光二极管芯片的制作方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。

LED通常包括p型半导体层、活性层及n型半导体层。在LED两端施加电压，空穴和电子将会在活性层复合，辐射出光子。LED在应用过程中所面临的一个问题是其出光效率问题。由于在活性层中有电流通过才能产生光子，因此LED的出光效率与电流在LED器件表面的分布均匀性有很大关系。一种提高LED出光效率的方法是在电极下方外延生长一层电流扩展层，利用电流扩展层使注入电流横向扩展，从而使电流在器件表面分布均匀，从而提高其出光效率。这种方法的一个不足之处在于，电流扩展层的厚度与LED器件的面积成正比关系，LED器件的面积越大，所需电流扩展层就越厚。由于现有的外延生长技术较难获得厚度较大，掺杂浓度较高的电流扩展层，使到电流扩展层的横向电流扩展能力有限。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有较高发光效率的发光二极管芯片。

一种发光二极管芯片，其包括一个导热基板及依次在导热基板表面形成的半导体层、透明电极层和电极接触垫。该半导体层包括在导热基板上依次层叠设置的p型半导体层、活性层及n型半导体层。透明电极层和电极接触垫设置在n型半导体层的表面。在n型半导体层与活性层相对的表面设置有多个蚀刻孔洞，在最靠近电极接触垫的地方蚀刻孔洞的分布密度最高，沿远离电极接触垫的方向上蚀刻孔洞的分布密度逐渐变小且蚀刻孔洞的尺寸也逐渐变小。在p型半导体层与活性层相对的表面上设置有电流阻挡层，该电流阻挡层的图案与蚀刻孔洞的图案成互补关系。

一种发光二极管芯片的制作方法，其步骤为：

提供一个蓝宝石基板；

在蓝宝石基板上依次形成n型半导体层、活性层及p型半导体层；

在p型半导体层表面蚀刻出电流阻挡层所需的图案，然后在图案中填充电绝缘介质，形成电流阻挡层；

在p型半导体层表面沉积一层反射层；

将p型半导体层与导热基板结合，移除蓝宝石基板；

对n型半导体层的表面进行蚀刻，形成所需的蚀刻孔洞，该蚀刻孔洞的图案与电流阻挡层的图案成互补关系；

在n型半导体层表面制作透明电极层；

在透明电极层表面制作电极接触垫。

与现有技术相比，本发明通过在靠近电极接触垫的地方设置分布密度较高和尺寸较大的蚀刻孔洞，而在远离电极接触垫的地方设置分布密度较低和尺寸较小的蚀刻孔洞，来驱使电流朝远离电流接触垫的方向流动，使电流分布均匀。原因在于靠近电极接触垫的地方，因为蚀刻孔洞的分布密度较高即阻值较大，从而驱动电流朝蚀刻孔洞分布密度较小即阻值较小的地方扩散。从而使电流沿着电流接触垫向周围扩散。同时，为了使正对着被蚀刻部分的活性层也有电流流过，在p型半导体层表面设置与蚀刻孔洞图案成互补关系的电流阻挡层，使电流因为电流阻挡层的作用往两边扩散，即让电流在活性层上分布均匀，从而提高整个器件的发光效率。

附图说明

图1是本发明实施例的发光二极管芯片的结构示意图。

图2是本发明实施例中的蚀刻孔洞的图案形状。

图3A图3J是本发明实施例的发光二极管芯片的制作过程中的剖面示意图。

具体实施方式

下面以具体的实施例对本发明作进一步地说明。

请参见图1，本发明实施例的发光二极管芯片100包括一个导热基板11及依次在导热基板11表面形成的半导体层12、透明电极层13和电极接触垫14。

导热基板11由具有高导热率的材料制成，其可以是采用铜、铝、镍、银、金等金属材料或者任意两种以上金属所形成的合金所制成的基板，或者是采用导热性能好的陶瓷基板如硅基板、锗基板。在本实施例中，导热基板11为具有高导热效率的金属镍层。

半导体层12包括在导热基板11上依次层叠的p型半导体层121、活性层122及n型半导体层123。该半导体层12的制作材料包括氮化镓、氮化铝镓、氮化铟镓。在本实施例中，该半导体层12由氮化镓材料制成。