[发明专利]一种GaN基发光二极管芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种GaN基发光二极管芯片及其制 备方法。

背景技术

发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)发光效率高、寿命长，是最 有潜力的下一代照明光源。近年来，LED已在日常生活中得到广泛应用，例如 照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对LED 芯片的亮度、发光效率提出了越来越高的要求。

LED芯片是LED的核心组件，GaN基LED芯片一般包括衬底、以及依次 层叠在衬底上的N型层、发光层、P型层，P型层上设有从P型层延伸到N型 层的台阶，P型层上依次设有电流阻挡层、电流扩展层、P型电极，N型层上设 有N型电极，钝化层覆盖在N型层、电流扩展层、以及台阶的侧壁上。电流扩 展层和钝化层均为增透膜，发光层发出的光可通过增透膜透射出去。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

发光层发出的光往往不是单色的，具有一定的频宽，同时一种增透膜只对 某一波长的单色光有完全增透的作用，当发光层发出的光从台阶侧壁射出时， 由于台阶侧壁只覆盖有钝化层一种增透膜，因此透过增透膜透射出去的光较少， LED芯片亮度和光提取效率较低。

发明内容

为了解决现有技术LED芯片亮度和光提取效率较低的问题，本发明实施例 提供了一种GaN基发光二极管芯片及其制备方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管芯片，所述GaN基发 光二极管芯片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的N型层、发光层、P型 层，所述P型层上设有从所述P型层延伸到所述N型层的台阶，所述P型层上 依次设有电流阻挡层、电流扩展层、P型电极，所述N型层上设有N型电极， 钝化层覆盖在所述N型层、所述电流扩展层、以及所述台阶的侧壁上，所述GaN 基发光二极管芯片还包括设置在所述台阶的侧壁和所述钝化层之间的光学增透 膜，所述光学增透膜的折射率介于GaN的折射率和所述钝化层的折射率之间。

可选地，所述光学增透膜的折射率为1.5～2.5。

可选地，所述光学增透膜的材料采用SiN或SiON。

可选地，所述光学增透膜的厚度为所述发光层发出的光在所述光学增透膜 中波长的四分之一的奇数倍。

可选地，所述光学增透膜的边缘与所述台阶的侧壁中心的间距为5～10μm。

另一方面，本发明实施例提供了一种GaN基发光二极管芯片的制备方法， 所述制备方法包括：

在衬底上依次生长N型层、发光层、P型层；

在所述P型层上设置从所述P型层延伸到所述N型层的台阶；

在所述P型层上形成电流阻挡层和电流扩展层；

在所述台阶的侧壁形成光学增透膜；

在所述电流扩展层上设置P型电极，在所述N型层上设置N型电极；

在所述电流扩展层、所述N型层、所述台阶的侧壁、以及所述光学增透膜 上形成钝化层，所述光学增透膜的折射率介于GaN的折射率和所述钝化层的折 射率之间。

可选地，所述光学增透膜的折射率为1.5～2.5。

可选地，所述光学增透膜的材料采用SiN或SiON。

可选地，所述光学增透膜的厚度为所述发光层发出的光在所述光学增透膜 中波长的四分之一的奇数倍。

可选地，所述光学增透膜的边缘与所述台阶的中心的侧壁间距为5～10μm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在台阶的侧壁和钝化层之间设置光学增透膜，光学增透膜和钝化层组 成双层增透膜，可以增大光的出射范围，而且光学增透膜的折射率介于GaN的 折射率和钝化层的折射率之间，可以缓冲GaN和钝化层之间较大的折射率差距， 减少发光层产生的光在不同折射率材料界面全反射，提高LED芯片的亮度和光 提取效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种GaN基发光二极管芯片的结构示意图；