[发明专利]氮化镓基同侧电极发光二极管芯片结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED芯片结构，尤其是一种氮化镓基同侧电极发光二极管芯片结构，属于LED芯片技术领域。

背景技术

发光二极管（LED）芯片可靠性与电流扩展关系密切，而P型GaN（氮化镓）的接触成为关键，由于P型GaN很难做到良好的导电性，故在此基础上普遍采用透明导电层的方式来实现电流扩展，本身电极位置的设置，在电极与电极之间会形成明显的电流阻塞区域，从而影响LED器件本身的出光和可靠性及寿命。而解决此问题大家普遍采用在电极下方制作一层钝化层的方式，但由于钝化层方案本身由于粘附等问题影响器件可靠性，另加工步骤繁琐不适合推广。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种氮化镓基同侧电极发光二极管芯片结构，该二极管芯片结构改善了电流的传输堵塞，结构简单紧凑，提高了LED芯片的发光效率，与现有加工工艺相兼容，延长了LED芯片使用寿命，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述氮化镓基同侧电极发光二极管芯片结构，包括衬底及位于衬底上方的P电极和N电极，衬底上淀积N型氮化镓层，N型氮化镓层覆盖于衬底上；在所述N型氮化镓层上设有量子阱，量子阱上设有P型氮化镓层，P型氮化镓层上设有透明导电层，透明导电层覆盖于P型氮化镓层上，并与P型氮化镓层电连接；所述透明导电层上淀积有钝化层，钝化层覆盖于透明导电层上，并包覆透明导电层下方的P型氮化镓层与量子阱；在所述钝化层上设有接触孔，P电极填充于该接触孔内，P电极与透明导电层等电位连接；其特征是：在所述P电极下方的P型氮化镓层上刻蚀形成P型蚀刻区，P型蚀刻区从P型氮化镓层的上表面向N型氮化镓层的方向延伸，P型蚀刻区在P型氮化镓层内延伸的距离小于P型氮化镓层的厚度；所述P电极填充于P型蚀刻区内，并与P型氮化镓层等电位连接。

所述P型蚀刻区在P型氮化镓层内的深度为500埃～2000埃。

所述N型氮化镓层的端部设有台阶，在该台阶覆盖的钝化层上设有接触孔，在接触孔内设有N电极，N电极与N型氮化镓层电连接。

所述衬底为蓝宝石基板。

所述钝化层的材料为二氧化硅或氮化硅。

本发明在衬底上设置N型氮化镓层，N型氮化镓层上设置P型氮化镓层，N型氮化镓层与N电极等电位连接；P型氮化镓层通过透明导电层与P电极等电位连接，从而能够构成LED芯片的两个电极；P电极下方设有电流阻挡结构（P型蚀刻区），避免电势线聚集在P电极与P型氮化镓层的结合部，从而通过透明导电层传输到整个发光区，避免电势线过渡聚集时产生电流堵塞，降低电流堵塞产生的发热现象，同时，能够提高LED芯片的出光效率；结构简单紧凑，与现有加工工艺相兼容，延长了LED芯片使用寿命，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示：本发明包括衬底1、N型氮化镓层2、量子阱3、P型氮化镓层4、P电极5、N电极6、透明导电层7、钝化层8、P型蚀刻区9、台阶10。

如图1所示，本发明包括衬底1及位于衬底1上方的P电极5和N电极6，衬底1上淀积N型氮化镓层2，N型氮化镓层2覆盖于衬底1上，衬底1采用蓝宝石基板；在所述N型氮化镓层2上设有量子阱3，量子阱3上设有P型氮化镓层4；为了能够扩大电流导通，所述P型氮化镓层4上设有透明导电层7，透明导电层7覆盖于P型氮化镓层4上，并与P型氮化镓层4电连接；所述透明导电层7上淀积有钝化层8，钝化层8覆盖于透明导电层7上，并包覆透明导电层7下方的P型氮化镓层4与量子阱3；在所述钝化层8上设有接触孔，P电极5填充于该接触孔内，P电极5与透明导电层7等电位连接；所述量子阱3、P型氮化镓层4及透明导电层7的材料、厚度及形成工艺均与现有LED芯片制备工艺相一致；

如图1所示，在所述P电极5下方的P型氮化镓层4上刻蚀形成P型蚀刻区9，P型蚀刻区9从P型氮化镓层4的上表面向N型氮化镓层2的方向延伸，P型蚀刻区9在P型氮化镓层4内延伸的距离小于P型氮化镓层4的厚度，具体地，P型蚀刻区9在P型氮化镓层4内的深度为500埃～2000埃；所述P电极5填充于P型蚀刻区9内，并与P型氮化镓层4等电位连接；

所述N型氮化镓层2的端部设有台阶10，在该台阶10覆盖的钝化层8上设有接触孔，在接触孔内设有N电极6，N电极6与N型氮化镓层2电连接；

所述透明导电层7为单层金属、多层金属、单层金属氧化物或多层金属氧化物；

所述钝化层8的材料为二氧化硅或氮化硅。

本发明在衬底1上设置N型氮化镓层2，N型氮化镓层2上设置P型氮化镓层4，N型氮化镓层2与N电极6等电位连接；P型氮化镓层4通过透明导电层7与P电极5等电位连接，从而能够构成LED芯片的两个电极；P电极5下方设有电流阻挡结构（P型蚀刻区9），避免电势线聚集在P电极5与P型氮化镓层4的结合部，从而通过透明导电层传输到整个发光区，避免电势线过渡聚集时产生电流堵塞，降低电流堵塞产生的发热现象，同时，能够提高LED芯片的出光效率；结构简单紧凑，与现有加工工艺相兼容，延长了LED芯片使用寿命，安全可靠。