[发明专利]LED芯片及其制备方法

说明书

本发明提出一种LED芯片，该LED芯片包括：衬底；在所述衬底之上依次包括缓冲层、N型半导体层、发光层、P型半导体层和透明导电层，其中，所述透明导电层的表面设置不同间隔的多个同心弧线沟槽；位于所述透明导电层之上与所述透明导电层电连接的P型电极，和位于所述透明导电层旁侧与所述N型半导体层电连接的N型电极。本发明的LED芯片可以有效减小电流拥堵，使得电流扩散更加均匀，发光效率得到提高，寿命长、稳定性得到增强。本发明还提出一种LED芯片的制备方法。

技术领域

本发明涉及发光器件技术领域，特别涉及一种LED芯片及其制备方法。

背景技术

LED(Lighting Emitting Diode，发光二极管)芯片是LED的核心结构，目前，LED芯片大多采用蓝宝石作为衬底，如图1所示，芯片结构包括：(1)、在蓝宝石衬底材料上分别沉积外延层，从下到上依次为缓冲层、N型GaN层，MQW(Multiple Quantum Wells，多量子阱)发光层，P型GaN层。(2)、将芯片从P型GaN层刻蚀至N型GaN层，在刻蚀区域上制备N电极即负极。(3)、在P型GaN层上沉积ITO(Indium tin oxide，氧化铟锡)层，在ITO层上制备P电极即正极，其中，ITO层之上包括二氧化硅钝化层。

但是，对于如图1所示的水平结构的LED芯片，电流扩散很不均匀，产生电流扩散不均匀的原因主要是因为P型GaN和N型GaN的电阻率差别很大，电流流经P型GaN层时，基本没有横向扩散，因此在P型GaN表面通过ITO透明导电层解决了电流扩散的问题。但是，如图2所示，当电流经过P型GaN层扩散时，由于ITO层的电阻率较低，电流会经过ITO横向扩散大量集聚在靠近负极的区域，发生拥堵现象，造成该部分电流密度过大，进而影响芯片的稳定性，降低其光效和使用寿命。

具体地，如图3所示，为相关技术中的LED芯片电流流向的路径模型。出现电流横向扩散的区域只有ITO层和N型GaN层，其中，ITO层电阻设为dt，N型GaN层电阻设为dx，P型GaN层电阻设为R1，PN结台阶电阻设为R2。由于常规ITO材料的电阻率小于N型GaN的电阻率，其中，ITO的电阻率在10^-4数量级，而N型GaN层的电阻率在10^-2-10^-3数量级，因此电流会优先通过ITO横向扩散至靠近负极的区域例如图3中的L路径，造成电流拥堵在靠近负极的区域。

针对水平结构的LED芯片的电流会拥堵在靠近电极的区域的缺点，在相关技术中公开了一种改善的方案。如图4所示，在相关技术中，基于上述芯片结构，在ITO层上制作完成孔洞，孔洞从正极向负极存在疏密分布，孔洞的制作使得电流能够尽量均匀地注入整个LED芯片，使其工作于均匀发光的状态，提高了LED芯片的发光效率。

虽然在ITO层表面制作孔洞，缓解了电流优先向负极区域扩散的不均匀现象，但是，同样存在一些问题，例如，ITO层表面电流的局部扩散不均匀，电流会优先流向没有ITO孔洞的区域，即：ITO上无孔洞的区域电流密度大，而有孔洞的区域电流密度小，因而也会造成电流扩散的不均匀性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本发明需要提出一种LED芯片，该LED芯片可以有效减小电流拥堵，使得电流扩散更加均匀，发光效率得到提高，寿命长、稳定性得到增强。

本发明还提出一种该LED芯片的制备方法。

为解决上述问题，本发明一方面实施例提出一种LED芯片，该LED芯片包括：衬底；在所述衬底之上依次包括缓冲层、N型半导体层、发光层、P型半导体层和透明导电层，其中，所述透明导电层的表面设置不同间隔的多个同心弧线沟槽；位于所述透明导电层之上与所述透明导电层电连接的P型电极，和位于所述透明导电层旁侧与所述N型半导体层电连接的N型电极。