[实用新型]一种高效出光的GaN基LED芯片

说明书

技术领域

 本实用新型涉及半导体发光领域，特别是具有高效出光的N区结构GaN基LED芯片。

背景技术

GaN材料是第三代半导体材料，禁带宽度为3.4eV，由于它性质稳定，又是波长位于蓝紫光的直接带隙发光材料，因此是制造蓝紫光LED芯片的优质材料。随着外延生长技术和多量子阱结构的发展，GaN基LED的内量子效率已经有了非常大的提高，目前GaN基的内量子效率可达70%以上，但LED的外量子效率通常只有40%左右。所以进一步提高GaN基LED的外量子提取效率能提高LED出光效率和降低LED的使用成本。

然而影响GaN基的LED外量子效率的主要因素除了由于GaN材料与空气的折射率差较大导致光提取效率较低之外，金属电极对于光的吸收也非常严重。如图1所示，从LED多量子阱发光层5侧面发出的光被N型电极9的侧面吸收掉，从而损失了一部分光效。常规的LED为了减少芯片电极的吸光，设计了反射电极，但N型电极9侧面的吸光并未得到有效改善，大大影响了出光效率。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种高效出光的GaN基LED芯片。它能有效提高LED的外量子取出效率，提高芯片亮度。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现：

一种高效出光的GaN基LED芯片，它包括从下到上依次排列的衬底、GaN缓冲层、不掺杂U-GaN层、N-GaN层、多量子阱发光层、P-GaN层和透明导电层。在芯片一端的透明导电层上设置P型电极，在芯片另一端的N-GaN 层欧姆接触层上设置N型电极。其结构特点是，所述N-GaN层欧姆接触层上还置有柱状平台。所述柱状平台位于多量子阱发光层与N型电极之间， 柱状平台从下至上依次为N-GaN层、多量子阱发光层和P-GaN层。

在上述高效出光的GaN基LED芯片中，所述柱状平台的宽度为5-10μm。

如上所述高效出光的GaN基LED芯片的制作方法，包括以下制作步骤：

1）利用金属有机物化学气相沉积技术，在衬底上表面依次外延生长GaN缓冲层、不掺杂U-GaN层、N-GaN层、多量子阱发光层、P-GaN以及透明导电层（7）；

2）利用曝光技术及ICP技术部分刻蚀出N-GaN层欧姆接触层并形成柱状平台，刻蚀深度为12000?，柱状平台宽度为5-10μm；

3）利用蒸镀技术制备透明导电层并利用曝光技术和刻蚀技术制备出P-GaN层欧姆接触层；

4）利用蒸镀和曝光技术制备P型电级和N型电极；

5）将制作完成的LED芯片背面减薄；

6）利用蒸发方法在芯片背面制作ODR或DBR反射层；

7）将LED芯片通过激光切割和劈裂机劈裂成小芯粒。

本实用新型由于采用了上述结构，在多量子阱发光层与N型电极之间设置了柱状平台， GaN材料的柱状平台对光几乎不吸收，所以使得从多量子阱发光层侧面发出的光没有被N型电极侧面吸收掉，而是被反射回来，有效降低N电极侧面对于有源区发出的光的吸收，大大提高了LED的外量子取出效率，从而提高了芯片亮度。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术中GaN基LED芯片的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参看图2，本实用新型高效出光的GaN基LED芯片包括从下到上依次排列的衬底1、GaN缓冲层2、不掺杂U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱发光层5、P-GaN层6和透明导电层7。在芯片一端的透明导电层7上设置P型电极8，在芯片另一端的N-GaN 层4欧姆接触层上设置N型电极9。多量子阱发光层5与N型电极9之间的N-GaN层4欧姆接触层上还置有柱状平台10。柱状平台10从下至上依次为N-GaN层4、多量子阱发光层5和P-GaN层6。

本实用新型GaN基LED芯片的制作方法实施例一：

1）利用金属有机物化学气相沉积技术在衬底1上表面依次外延生长GaN缓冲层2、不掺杂U-GaN层3、N-GaN层4、多量子阱发光层5、P-GaN层6以及透明导电层7；

2）利用曝光技术及ICP技术部分刻蚀出N-GaN欧姆接触层4，形成柱状平台10，刻蚀深度为12000?，柱状平台10的宽度为5μm；

3）利用蒸镀技术制备透明导电层并利用曝光技术和刻蚀技术制备出P-GaN 6欧姆接触层；

4）利用蒸镀和曝光技术制备P型电级8和N型电极9；