[发明专利]一种GaN发光二级管及其制备方法和LED芯片

说明书

本发明提供一种GaN发光二级管及其制备方法和LED芯片，GaN发光二级管包括：包括依次层叠设置在衬底上的N型GaN层、发光层、P型GaN层和透明导电层，所述透明导电层上设有P型电极层，所述N型GaN层上设有与所述发光层隔开的N型电极层，且所述P型电极层和所述N型电极层包括多个Al层和多个Al/Si合金层，且所述多个Al层和多个Al/Si合金层依次交替层叠设置。本发明提供的GaN发光二级管解决了现有GaN发光二级管中电极层采用Al金属制作时由于金属Al的延展性较差、硬度过高且Al元素易氧化而造成封装焊线过程中电极线容易脱落以及焊线不牢的问题。

技术领域

本发明涉及发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)领域，尤其涉及一种GaN发光二级管及其制备方法和LED芯片。

背景技术

LED是当前电子信息工业应用最为广泛的有源器件，而且高亮度LED在能量转换过程中仅释放少量的热量，具有高效、节能、环保和寿命长等优点，使其在动态显示、半导体照明领域有较好的应用前景，其中，LED材料方面，III-V族半导体材料在发光照明、太阳电池及大功率器件等领域得到了广泛地的应用，尤其以氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料，是继硅(Si)和砷化镓(GaAs)之后的第三代半导体材料，受到了科研界及产业界的广泛关注，同时GaN是制造蓝绿光LED最主要的材料，在产业界开始全面地推行。

目前，GaN发光二级管制作中，为了将电流导入到外延发光层中，一般在LED的P型结构层上蒸镀一层ITO(氧化铟锡)作为电流扩展层，同时为了避免电极线下端电流过大造成的电流拥堵、发热量大、击穿芯片等不良影响，一般在ITO膜上生长一层与电极线相对应的P型电极层进一步扩展电流，其目的即防止上述弊端，相应的，在LED的N型结构层上设有N型电极层。其中，P型电极层和N型电极层往往采用具有良好导电性的Au元素制成，但是采用Au元素电极时，芯片的制作成本很高，为了降低制作成本，而且能达到有效扩展电流的目的，将P型电极层和N型电极层采用Al金属，用Al金属来制作电极层。

然而，在具体的应用中又发现，金属Al的延展性较差，硬度过高，且Al元素易氧化，在进行封装焊线的过程中，电极线容易脱落，焊线不牢等问题。

发明内容

本发明提供一种GaN发光二级管及其制备方法和LED芯片，解决了现有GaN发光二级管中电极层采用Al金属制作时由于金属Al的延展性较差、硬度过高且Al元素易氧化而造成封装焊线过程中电极线容易脱落以及焊线不牢的问题。

第一方面，本发明提供一种GaN发光二级管，包括：

包括依次层叠设置在衬底上的N型GaN层、发光层、P型GaN层和透明导电层，其中：

所述透明导电层上设有P型电极层，所述N型GaN层上设有与所述发光层隔开的N型电极层，且所述P型电极层和所述N型电极层包括多个Al层和多个Al/Si合金层，且所述多个Al层和多个Al/Si合金层依次交替层叠设置。

本发明的具体实施例方式中，具体的，所述Al/Si合金层中Si的摩尔含量为x，Al的摩尔含量为1-x，其中，0.01<x<0.1。

本发明的具体实施例方式中，具体的，所述P型电极层的厚度和所述N型电极层的厚度介于200-5000nm。

本发明的具体实施例方式中，具体的，所述Al层的厚度为10-100nm，所述Al/Si合金层的厚度为5-50nm。

第二方面，本发明还提供一种GaN发光二级管的制备方法，所述方法包括：

在衬底上形成N型GaN层；

在所述N型GaN层上形成发光层；

在所述发光层上形成P型GaN层；

在所述P型GaN层上形成透明导电层；