[发明专利]LED芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件技术领域，特别是涉及一种LED芯片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。

传统GaN蓝光LED成长于c轴的蓝宝石基板上，内部会受到内建电场的影响而产生QCSE(量子限制斯塔克效应)的现象，进而使得发光效率下降。

为了有效解决发光效率的问题，采用非极性或半极性基板可以去除因内建电场产生QCSE的现象，但是非极性或半极性基板非常昂贵，不适合大量生产。

另一方面，有研究指出奈米柱结构可以有效释放应力而减少内建电场所产生QCSE的现象，同时也可以增加光萃取效率，因此使用奈米柱的结构可以达到高功效的GaN LED，但是如何制作奈米柱LED的上电极，又不至于产生漏电便成为一大挑战，最简单的防止漏电的方法是使用介质层在奈米柱四周进行钝化，但是介质层本身也具有应力，而且折射率较大，会大幅衰减使用奈米柱的好处。

若使用ITO奈米柱的结构，以两次斜向沉积，并用一层厚而平整的ITO串联ITO奈米柱，可以达到良好的奈米柱LED的上电极，但是制作过程较为繁复，且厚度较厚会有光衰的可能。

因此，针对上述技术问题，本发明揭示了一种新的LED芯片及其制作方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种LED芯片及其制作方法，其结构简单，出光效率高，制作方便且成本低。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种LED芯片，所述LED芯片包括衬底、N型半导体层、多量子阱发光层、P型半导体层、以及位于N型半导体层上方的N电极和位于P型半导体层上方的P电极，所述衬底上方的N型半导体层、多量子阱发光层和P型半导体层全部或部分刻蚀形成奈米柱，所述奈米柱上方倾斜设有氧化物奈米柱，氧化物奈米柱上方设有二维透明导电层，二维透明导电层串接所有氧化物奈米柱，所述P电极位于二维透明导电层上方。

作为本发明的进一步改进，所述奈米柱刻蚀至N型半导体层、多量子阱发光层、或P型半导体层。

作为本发明的进一步改进，所述奈米柱的高度为20nm～2000nm，横截面大小为10nm～5000nm。

作为本发明的进一步改进，所述奈米柱的排列为规则排列或不规则排列，奈米柱的横截面为圆形、三角形、六角形、多边形或不规则形。

作为本发明的进一步改进，所述二维透明导电层为石墨烯、MoS₂、WSe₂中的一种或多种的组合。

作为本发明的进一步改进，所述氧化物奈米柱为ITO、ZnO、AZO、GZO、IGZO、AGZO中的一种或多种的组合。

作为本发明的进一步改进，所述氧化物奈米柱的倾斜角度为10°～70°。

作为本发明的进一步改进，所述氧化物奈米柱的高度为100nm～5000nm，横截面大小为10nm～5000nm。

相应地，一种LED芯片的制作方法，所述方法包括：

S1、提供一衬底，在衬底上依次生长N型半导体层、多量子阱发光层、P型半导体层；

S2、刻蚀全部或部分N型半导体层、多量子阱发光层和P型半导体层形成奈米柱；

S3、使用斜向沉积的方式在奈米柱上沉积倾斜的氧化物奈米柱；

S4、在氧化物奈米柱上方形成串接所有氧化物奈米柱的二维透明导电层；

S5、在二维透明导电层上方形成P电极，在N型半导体层上形成N电极。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体为：

在基板上采用CVD的方式形成二维透明导电层；

将二维透明导电层从基板上剥离；

将剥离后的二维透明导电层转印到奈米柱的表面。

本发明具有以下有益效果：

本发明简化了电极制作流程，只采用一次斜向沉积得到倾斜的氧化物奈米柱，再加上二维透明导电层，既可达到串接氧化物奈米柱的效果，又有透明出光的效果，其芯片结构简单且出光效率高，制作方便且成本低。

附图说明