[发明专利]LED芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种LED芯片及其制备方法，LED芯片的制备方法，包括：提供基底；提供基底；形成外延结构及退火层；外延结构位于所述基底的上表面，退火层位于外延结构的上表面，退火层暴露出外延结构；于退火层的上表面及暴露出的外延结构上形成第一电极，退火层在退火处理时向外延结构内注入电子，以提高外延结构内的空穴浓度，从而改善电子和空穴分布不均匀，避免因电子浓度高、迁移快导致电子溢散至外延结构中的问题，提高空穴的离化效率和辐射复合效率，改善大电流下效率骤降效应。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种LED芯片及其制备方法。

背景技术

GaN基发光二极管LED是一种半导体发光器件，具有寿命长、能耗低、体积小、可靠性高等优点，成为目前最有前景的照明光源，是先导照明技术的一个重要趋势；但依然存在发光强度和效率低的问题，进一步提高LED的发光强度和光效是LED照明技术发展的目标。

传统GaN基LED芯片由于电子的迁移率较空穴快，且自由电子的浓度相较于空穴的浓度高，并且位于芯片顶层的p型层掺杂由于氢原子钝化作用难以获得高空穴浓度，容易导致多量子阱发光层(MQW)中的电子和空穴分布不均匀，空穴集中在距p型层较近的MQW层中，往n型方向逐渐衰减不利于电子和空穴的复合，降低LED芯片的发光效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种LED芯片及其制备方法，在外延结构上形成的退火层，进行退火处理过程中，退火层向外延结构注入电子，提高外延结构内的空穴浓度。

为解决上述技术问题，本申请的第一方面提出一种LED芯片的制备方法，包括：

提供基底；

形成外延结构及退火层，所述外延结构位于所述基底的上表面，所述退火层位于所述外延结构的上表面，所述退火层暴露出所述外延结构；所述退火层在退火处理时向所述外延结构内注入电子，以提高所述外延结构内的空穴浓度；

于所述退火层的上表面及暴露出的所述外延结构上形成第一电极。

上述实施例中提供的LED芯片的制备方法中，由下至上依次设置基底、外延结构、退火层以及第一电极，第一电极位于退火层上表面及暴露出的外延结构上；对上述形成的所得结构进行退火处理，以使得退火层向外延结构内注入电子，以提高外延结构内的空穴浓度，从而改善电子和空穴分布不均匀，避免因电子浓度高、迁移快导致电子溢散至外延结构中的问题，提高空穴的离化效率和辐射复合效率，改善大电流下效率骤降效应。

在其中一个实施例中，所述于所述退火层的上表面及暴露出的所述外延结构上形成第一电极之后，还包括：

对所述第一电极施加电流，并对所得结构进行所述退火处理；

其中，施加的电流为1mA-40mA；所述退火处理的温度为150℃-450℃，所述退火处理的时间为5min-50min，所述退火处理的气氛包括氮气氛围及/或氧气氛围。

在其中一个实施例中，所述基底包括由下至上依次叠置的衬底、缓冲层、非掺杂层及N型半导体层；所述形成外延结构及退火层，包括：

于所述基底的上表面形成发光材料层；

于所述发光材料层的上表面形成P型氮化物叠层材料层；

于所述P型氮化物叠层材料层的上表面形成退火材料层；

依次刻蚀去除部分所述退火材料层、部分所述P型氮化物叠层材料层及部分所述发光材料层，以暴露出所述N型半导体层，并形成由下至上依次叠置的形成发光层、P型氮化物叠层及退火层，所述发光层及所述P型氮化物叠层共同构成所述外延结构；

形成所述退火层之后，还包括：于暴露出的所述N型半导体层的上表面形成第二电极。