一種led芯片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種LED芯片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light-Emitting D1de，LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛取ｋS著技術(shù)的不斷進(jìn)步，用途也由初時作為指示燈、顯示板等廣泛的應(yīng)用于顯示器、電視機(jī)采光裝置和照明。
[0003]對于藍(lán)寶石襯底的氮化鎵基LED芯片，P電極直接形成在P型半導(dǎo)體層上，導(dǎo)致P電極下面外延發(fā)出的光很大部分被P電極吸收。通過導(dǎo)入反射電極，即在P電極底層加入鋁等具有反射效果的金屬層，能夠減弱P電極對光的吸收，有效提高LED芯片的亮度。然而導(dǎo)入反射電極的方法受限于金屬的反射率和鍍膜的工藝，無法完全避免P電極的吸光現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，其目的在于提供一種LED芯片及其制作方法，以避免P電極的吸光。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種LED芯片，所述LED芯片包括:襯底;位于所述襯底上的半導(dǎo)體外延層，包括N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層及P型半導(dǎo)體層；與所述P型半導(dǎo)體層電性導(dǎo)通的P電極以及與所述N型半導(dǎo)體層電性導(dǎo)通的N電極;所述半導(dǎo)體外延層中形成有呈封閉型的絕緣層，所述P電極全部位于所述絕緣層內(nèi)的半導(dǎo)體外延層上方，所述絕緣層外部的P型半導(dǎo)體層與P電極電性導(dǎo)通。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣層貫穿所述N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層及P型半導(dǎo)體層。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣層的頂端高度不低于所述P型半導(dǎo)體層的上表面。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣層的截面呈圓環(huán)形，所述P電極的截面呈圓形，并且所述P電極位于所述絕緣層的中心位置。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型半導(dǎo)體層上設(shè)有透明導(dǎo)電層，所述P電極設(shè)置于透明導(dǎo)電層上側(cè)，所述P電極與絕緣層外部的P型半導(dǎo)體層通過透明導(dǎo)電層電性導(dǎo)通。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述P型半導(dǎo)體層上設(shè)有引腳電極，所述P電極與絕緣層外部的P型半導(dǎo)體層通過引腳電極電性導(dǎo)通。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣層的寬度大于或等于4um。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣層的材料選自二氧化硅、氮化硅、二氧化鈦、五氧化三鈦、三氧化二鋁、氟化鎂中的一種。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種LED芯片的制備方法，所述方法包括以下步驟:S1:提供一襯底，依次在襯底上制作N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層，形成LED晶圓；S2:在LED晶圓進(jìn)行MESA光刻，在光刻膠層上形成MESA圖層，并以MESA圖層為掩膜對LED晶圓進(jìn)行刻蝕，并自P型半導(dǎo)體層刻蝕至N型半導(dǎo)體層，形成N型臺階；S3:沿P型半導(dǎo)體層刻蝕至襯底形成封閉型的隔離槽，并在隔離槽內(nèi)填充絕緣材料形成絕緣層;S4:在N型臺階上方制作N電極，在位于所述絕緣層內(nèi)部的LED晶圓的正上方制作P電極。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述制作方法還包括:在P型半導(dǎo)體層上制作電流阻擋層;和/或在電流阻擋層上方制作ITO透明導(dǎo)電層;和/或在透明導(dǎo)電層上方制作S12保護(hù)層。
[0015]本發(fā)明的有益效果:絕緣層呈封閉狀，并且P電極全部位于絕緣層內(nèi)的半導(dǎo)體外延層上方，因此，絕緣層內(nèi)的外延層短路失效，避免了 P電極的吸光，提高了 LED的發(fā)光效率。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明第一種實施方式中LED芯片的側(cè)面剖視圖；
圖2為本發(fā)明第一種實施方式中LED芯片的俯視圖；
圖3為本發(fā)明第二種實施方式中LED芯片的側(cè)面剖視圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在......之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在......上方”可以包括
“在......上方”和“在......下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
[0020]此外，在不同的實施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號或標(biāo)示。這些重復(fù)僅為了簡單清楚地敘述本發(fā)明，不代表所討論的不同實施例及/或結(jié)構(gòu)之間具有任何關(guān)聯(lián)性。
[0021]根據(jù)圖1及圖2為本發(fā)明中第一種實施方式的LED芯片的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，LED芯片分別為:
襯底10，及設(shè)置于襯底10上的半導(dǎo)體外延層，襯底10可以是藍(lán)寶石、S1、SiC、GaN、ZnO 等;
半導(dǎo)體外延層包括:
N型半導(dǎo)體層20，N型半導(dǎo)體層20可以是N型GaN等，N型半導(dǎo)體層20上設(shè)有N型臺階； 發(fā)光層30，發(fā)光層30可以是GaN、InGaN等；
P型半導(dǎo)體層40，P型半導(dǎo)體層40可以是P型GaN等；
P電極81及N電極82，P電極81位于P型半導(dǎo)體層40上側(cè)并與P型半導(dǎo)體層40電性連接，在本實施方式中，P電極81截面呈圓形;N電極82呈矩形方形且位于N型臺階上并且與N型半導(dǎo)體層20電性連接;設(shè)置于P型半導(dǎo)體層40上的引腳電極812，P型半導(dǎo)體層40與P電極81通過引腳電極812電性導(dǎo)通。
[0022]半導(dǎo)體外延層中形成有封閉型的絕緣層90，P電極81全部位于絕緣層90內(nèi)的半導(dǎo)體外延層上方，絕緣層90外部的P型半導(dǎo)體層40與P電極81電性導(dǎo)通。在本實施方式中，引腳電極812與P電極81電性導(dǎo)通并延伸至絕緣層90外，因此，P電極81與絕緣層90外部的P型半導(dǎo)體層40通過引腳電極812電性導(dǎo)通。
[0023]絕緣層90貫穿N型半導(dǎo)體層20、發(fā)光層30、P型半導(dǎo)體層40，絕緣層90頂端的高度不低于P型半導(dǎo)體層40的上表面；因此，絕緣層90能夠完全隔絕絕緣層90內(nèi)外的N型半導(dǎo)體層20、發(fā)光層30、P型半導(dǎo)體層40，使得絕緣層90內(nèi)外的外延層不相互導(dǎo)通，絕緣層90內(nèi)的發(fā)光層30因短路無法發(fā)光，避免了 P電極的吸光。
[0024]在本實施方式中，絕緣層90的截面呈圓環(huán)形，P電極81位于絕緣層90的中心位置；當(dāng)然，若絕緣層90呈其他形狀，如方環(huán)形等，也可達(dá)到本發(fā)明的目的。絕緣層90的寬度越小越好，但是在目前的技術(shù)水平下，絕緣層90的寬度可達(dá)到大于或等于4um。另外，絕緣層90由不導(dǎo)電、不吸光且高反射性的材料制成，如二氧化硅、氮化硅、二氧化鈦、五氧化三鈦、三氧化二鋁、氟化鎂中的一種。氮化硅為光密介質(zhì)、不透光、并且反射率相較于二氧化硅更大，因此，本實施方式中，絕緣層90的材料優(yōu)選為氮化硅。
[0025]相應(yīng)的，本實施例中LED芯片的制備方法，具體包括:
S1:提供一襯