[发明专利]一种LED芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种LED芯片及其制作方法，该LED芯片从下至上依次包括以下各层：外延片、改性ITO透明导电层和顶层；其中，所述外延片上表面为P‑GaN层；所述改性ITO透明导电层为等离子体轰击处理后的ITO透明导电层。其通过对P‑GaN层和ITO透明导电层进行改性，提高了P型电极及ITO透过导电层的“空穴”注入效率，从而降低了LED芯片正向电压和提升LED芯片亮度；同时提高了P型电极与ITO透明导电层的结合力。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种LED芯片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。随着第三代半导体技术的蓬勃发展，半导体照明以节能、环保、亮度高、寿命长等优点，成为社会发展的焦点，也带动了整个行业上中下游产业的快速发展。

ⅢA-VA族化合物半导体材料是当前主流的用于制作LED芯片的半导体材料，其中以氮化镓基材料和铝镓铟磷基材料最为普遍。传统的P型ⅢA-VA族化合物半导体材料的电流扩展性能较差，为了使电流能够均匀的注入发光层，通常的做法是在P型ⅢA-VA族化合物半导体材料层上添加一层透明导电层。

ITO(纳米铟锡金属氧化物)薄膜具有高的穿透率和低的面电阻率，广泛应用于LED领域，作为LED芯片工艺中的透明导电层。ITO和P-GaN之间存在功函数差异，其中ITO约为4.7eV， P-GaN约为7.2eV，使得ITO透明导电层作为P-GaN层的电流扩散层会产生巨大的接触势垒。 P型电极金属与ITO透明导电层的互溶性差。ITO透明导电层与P型半导体层、P型电极之间存在接触界面。这些接触界面对LED芯片的正向电压、LED芯片发光效率影响较大。P型电极金属在ITO透明导电层上的结合力差，目前产品电极脱落导致故障的概率约在1％～3％，这一数量在大批量生产过程中，造成较大的经济损失。

因此，需要一种新的LED芯片及其制作方法，该芯片的发光效率高及P型电极与透明导电层结合力好。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题为：一种LED芯片，该芯片的发光效率高及P型电极与透明导电层结合力好。

本发明要解决的第二个技术问题为：上述LED芯片的制作方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供的技术方案为：一种LED芯片，从下至上依次包括以下各层：外延片、改性ITO透明导电层和顶层；

其中，所述外延片上表面设有P-GaN层；

所述改性ITO透明导电层为等离子体轰击处理后的ITO透明导电层。

P型电极的金属蒸发镀膜时，在真空环境下，先使用等离子体轰击基底表面，再蒸镀P 型电极的金属。调整合适的等离子体轰击工艺，破坏了ITO透明导电层表面的晶体结构，降低了蒸镀的金属原子团与ITO透明导电层表面的界面能，使蒸镀的金属原子团与ITO透明导电层表面的原子发生了键合。又增加了ITO透明导电层表面粗糙度，使蒸镀的金属原子团与 ITO透明导电层表面的接触面积增加。提高了P型电极的“空穴”注入效率，降低了LED芯片正向电压，提升LED芯片亮度。提高了P电极与透明导电层的结合力。

根据本发明的一些实施方式，所述P-GaN层为等离子体轰击处理后的改性P-GaN层。

ITO透明导电层沉积时，在真空环境下，先使用等离子体轰击基底表面，再沉积ITO透明导电层。调整合适的等离子体轰击工艺，破坏了P-GaN层表面的晶体结构，降低了ITO透明导电层与P-GaN层表面的界面能，使沉积的ITO原子团与P-GaN层表面的原子发生了键合。又增加了P-GaN层表面的粗糙度，使沉积的ITO原子团与P-GaN层表面的接触面积增加。提高了ITO透明导电层的“空穴”注入效率，降低了LED芯片正向电压，提升了LED 芯片亮度。