[发明专利]一种发光二极管的芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管的芯片及其制作方法，属于半导体技术领域。所述芯片包括衬底、未掺杂氮化铝缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、P型电子阻挡层、P型氮化镓层、石墨烯薄膜层、N型电极、P型电极、多个二氧化钛纳米棒和多个银纳米颗粒，石墨烯薄膜层、P型氮化镓层、P型电子阻挡层、多量子阱层中设有从石墨烯薄膜层延伸至N型氮化镓层的凹槽，N型电极设置在凹槽内的N型氮化镓层上，P型电极设置在石墨烯薄膜层上，多个二氧化钛纳米棒以阵列方式布置在石墨烯薄膜层上，每个二氧化钛纳米棒的外壁均设置有多个银纳米颗粒。本发明能够明显提高LED的发光效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管的芯片及其制作方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)的发光效率不断提高，广泛应用于各种彩色显示屏、装饰灯、指示灯、白光照明灯，但LED的发光效率还没有达到理想的目标。

LED的发光效率由内量子效率和光提取效率两方面决定，现有氮化镓基LED的内量子效率已经很高，所以想要进一步提高氮化镓基LED的发光效率，主要是提高LED的光提取效率。目前采用沉淀法在LED的电流扩展层上制作一层氧化锌种子层，再采用水热法在氧化锌种子层上生长氧化锌纳米棒阵列，氧化锌纳米棒阵列的结构可以增加出光面的粗糙度，减少全反射，从而提高光提取效率。

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：

沉淀法制作的氧化锌种子层无法有效粘附在LED上，导致氧化锌种子层上生长的氧化锌纳米棒阵列容易从LED上脱落，无法有效提高LED的光提取效率。

发明内容

为了解决现有技术中增加氧化锌种子层及氧化锌纳米棒无法有效提高LED的光提取效率问题，本发明实施例提供了一种发光二极管的芯片及其制作方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的芯片，所述芯片包括衬底、以及依次层叠在所述衬底上的未掺杂氮化铝缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、P型电子阻挡层、P型氮化镓层和石墨烯薄膜层，所述多量子阱层包括多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层，所述多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层交替层叠设置，所述石墨烯薄膜层、所述P型氮化镓层、所述P型电子阻挡层、所述多量子阱层中设有从所述石墨烯薄膜层延伸至所述N型氮化镓层的凹槽；所述芯片还包括N型电极和P型电极，所述N型电极设置在所述凹槽内的N型氮化镓层上，所述P型电极设置在所述石墨烯薄膜层上，所述芯片还包括多个二氧化钛纳米棒和多个银纳米颗粒，所述多个二氧化钛纳米棒以阵列方式布置在所述石墨烯薄膜层上，每个所述二氧化钛纳米棒的外壁均设置有多个所述银纳米颗粒。

可选地，所述石墨烯薄膜层的厚度为10～150nm。

可选地，所述二氧化钛纳米棒为圆柱体，所述圆柱体的直径为20～80nm。

可选地，所述二氧化钛纳米棒的长度为300～500nm。

另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管的芯片的制作方法，所述制作方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长未掺杂氮化铝缓冲层、未掺杂氮化镓层、N型氮化镓层、多量子阱层、P型电子阻挡层、P型氮化镓层，所述多量子阱层包括多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层，所述多个铟镓氮子层和多个氮化镓子层交替层叠设置；

在所述P型氮化镓层上形成石墨烯薄膜层；

在所述石墨烯薄膜层、所述P型氮化镓层、所述P型电子阻挡层、所述多量子阱层中开设从所述石墨烯薄膜层延伸至所述N型氮化镓层的凹槽；

在所述凹槽内的N型氮化镓层上设置N型电极，在所述石墨烯薄膜层上设置P型电极；