一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片，包括DBR反射层、N型半导体层、发光层、P型半导体层、电流阻挡层和P型电极，所述P型半导体层设置在发光层上方，且所述P型半导体层设置有第一环形凹槽。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术是在生长二氧化硅之前，对P型半导体层进行表面结构设计，在P型半导体层上，且在P型电极的正下方，刻蚀出第一环形凹槽，再生长二氧化硅，形成的电流阻挡层与P型半导体层之间紧密结合，结构稳定，电流阻挡层不易从P型半导体层上脱落。P型半导体层上的第一环形凹槽深度为500A，不会破坏P型半导体的结构性能，N型半导体层上的第二环形凹槽深度500A，不会破坏N型半导体层的结构性能。

A LED chip with high stability current barrier

The invention discloses an LED chip with a high stability current barrier layer, which comprises a DBR reflection layer, an n-type semiconductor layer, a light-emitting layer, a p-type semiconductor layer, a current barrier layer and a p-type electrode. The p-type semiconductor layer is arranged above the light-emitting layer, and the p-type semiconductor layer is provided with a first ring groove. The invention has the following beneficial effects: before the growth of silicon dioxide, the surface structure of p-type semiconductor layer is designed. On the p-type semiconductor layer, and directly below the p-type electrode, the first ring groove is etched, and then silicon dioxide is grown. The current barrier layer formed is closely combined with the p-type semiconductor layer, and the structure is stable, and the current barrier layer is not easy to follow the p-type semiconductor layer Fall off. The depth of the first ring groove on the p-type semiconductor layer is 500A, which will not damage the structural performance of the p-type semiconductor layer. The depth of the second ring groove on the n-type semiconductor layer is 500A, which will not damage the structural performance of the n-type semiconductor layer.

【技术实现步骤摘要】
一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片
本专利技术涉及一种LED芯片，具体为一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片，属于LED芯片应用

技术介绍
LED芯片(即发光二极管)，主要有衬底层，外延层和芯片层三个部分组成。其中衬底层是蓝宝石Al2O3，厚度大约为400um；外延层(即发光层，厚度约6um)，包括缓冲层，N型半导体层，发光层和P型半导体层；芯片层包括电流阻挡层、透明导电层、钝化保护层和P、N型电极层，还有衬底底下的DBR反射层。电流阻挡层，是一层二氧化硅薄膜，是通过等离子增强气相沉积(PECVD)的方法生长在P型半导体层上，且生长在P型电极的正下方，形状与P型电极相同，比P型电极略宽。电流阻挡层的作用是增加电流流通的均匀性，从而提升LED的发光效率。因为P型电极不透光，所以此区域发出的光为无效光。为提升发光效率，在P型电极正下方的无效区生长电流阻挡层来阻隔电流，迫使原本流经无效区的电流可以流向其他有效区。现有的LED芯片中的电流阻挡层是直接生长在P型半导体层上，电流阻挡层与P型半导体层的粘附性较差，粘结不良，易出现电流阻挡层脱落的现象，从而导致芯片掉电极的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决现有的LED芯片中的电流阻挡层是直接生长在P型半导体层上，电流阻挡层与P型半导体层的粘附性较差，粘结不良，易出现电流阻挡层脱落的现象，从而导致芯片掉电极的问题，而提出一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片，包括DBR反射层、N型半导体层、发光层、P型半导体层、电流阻挡层和P型电极，所述P型半导体层设置在发光层上方，且所述P型半导体层设置有第一环形凹槽，在P型半导体层上，且在P型电极的正下方，刻蚀出第一环形凹槽，再生长二氧化硅，二氧化硅薄膜生长在第一环形凹槽的表面，形成的电流阻挡层与P型半导体层之间紧密结合，结构稳定，电流阻挡层不易从P型半导体层上脱落，所述第一环形凹槽上方设置有电流阻挡层，且所述P型半导体层上方设置有钝化保护层，所述钝化保护层一端设置有电流阻挡层；其中，所述P型电极设置在第一环形凹槽正上方，且所述第一环形凹槽的直径小于P形电极的直径，所述第一环形凹槽的深度为500A；所述N型半导体层一端上方设置有第二环形凹槽，且所述第二环形凹槽上方设置有N型电极；其中，所述第二环形凹槽的直径小于N型电极，且所述第二环形凹槽的深度为500A，，P型半导体层上的第一环形凹槽深度为500A，不会破坏P型半导体的结构性能，N型半导体层上的第二环形凹槽深度500A，不会破坏N型半导体层的结构性能，所述电流阻挡层的厚度为1600-2000A；该LED芯片的制备工艺具体包括以下步骤：步骤一：使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备，在直径为4英吋的蓝宝石衬底上，用外延生长的方法，依次生长缓冲层、N型半导体层、发光层和P型半导体层，得到外延片；将外延片进行光刻图形制备，采用正性光刻胶作为掩膜，再使用感应耦合等离子体设备，对光刻后的外延片的进行刻蚀，去除掉一侧的P型半导体层、发光层以及深度为4000A的N型半导体层，露出N型半导体台面，从而得到P型半导体层和N型半导体层；步骤二：将步骤一得到的制品进行光刻图形制备，采用正性光刻胶作为掩膜，再使用感应耦合等离子体设备，刻蚀掉P型半导体层上的深度为500A的P型半导体和N型半导体层上的深度为500A的N型半导体，从而得到P型半导体层和N型半导体层上的第一环形凹槽和第二环形凹槽；步骤三：使用等离子增强化学气相沉积(PECVD)设备，在得到的P型半导体层上的第一环形凹槽上生长二氧化硅，得到电流阻挡层；采用等离子增强化学气相沉积生长二氧化硅的方法，是将SiH4气体与N2O气体进行化学反应，生成产物SiO2沉积在制品上，化学反应式为：SiH4+2N2O→SiO2+2H2+2N2。步骤四：溅射透明导电层；使用磁控溅射设备，将ITO薄膜溅射沉积到步骤三所得的制品上，得到透明导电层，ITO薄膜的材质是分子比为Sn2O3:In2O3＝1:9的铟锡氧化物，氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜是一种n型半导体材料，具有体心立方铁锰矿结构，在In2O3中掺入Sn后，Sn元素替代在In2O3晶格中的In元素并以SnO2的形式存在；步骤五：使用电子束蒸镀设备，在步骤四所得的制品表面上蒸镀金属薄膜，蒸镀的金属薄膜依次为Cr、Al、Cr、Pt、Au，再将P型电极和N型电极位置以外区域的金属薄膜去除掉，得到P型电极和N型电极；步骤六：再使用等离子增强化学气相沉积(PECVD)设备，生长二氧化硅作为钝化保护层，再将P型电极和N型电极上方的二氧化硅去除掉，便完成该LED芯片的制备；钝化保护层的生长方法与电流阻挡层的生长方法相同，都是生长二氧化硅。二氧化硅既可以作为LED芯片的电流阻挡层，也可以作为LED芯片的钝化层，保护芯片不被外界环境中水气的侵蚀。所述第一环形凹槽和第二环形凹槽的制备工艺具体包括以下步骤：S1：匀胶，使用匀胶机，在上述步骤一所得的制品上均匀的旋涂一层正性光刻胶；S2：光刻掩膜，使用光刻机，将S1所得制品放在刻有环形图形的光刻版下面，并进行位置对准，再进行曝光处理，被图形遮住的那部分光刻胶没有被曝光，未被图形遮住的那部分光刻胶被曝光；S3：显影，使用显影机，将S2所得制品放进显影液中，被曝光部分的光刻胶与显影液发生反应，被溶解掉，未曝光部分的光刻胶没有被溶解，从而得到的制品上面，所需要刻蚀图形的部分没有光刻胶遮挡，不需要刻蚀的部分有光刻胶遮挡；S4：等离子刻蚀，使用感应耦合等离子刻蚀(ICP)设备，对显影后的制品进行刻蚀，没有被光刻胶遮挡的部分被刻蚀掉，被光刻胶遮挡的部分不会被刻蚀；S5：去胶清洗，将刻蚀后的制品，放到去胶液中进行清洗，去胶液将光刻胶全部溶解掉；S6：去胶清洗后，再用烘干机烘干，所得制品便得到第一环形凹槽和第二环形凹槽。本专利技术的进一步技术改进在于：所述DBR反射层上方设置有蓝宝石衬底层，且所述蓝宝石衬底层上方设置有缓冲层。本专利技术的进一步技术改进在于：所述P型半导体层与钝化保护层之间设置有透明导电层。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片，是在生长二氧化硅之前，对P型半导体层进行表面结构设计，在P型半导体层上，且在P型电极的正下方，刻蚀出第一环形凹槽，再生长二氧化硅，二氧化硅薄膜生长在第一环形凹槽的表面，形成的电流阻挡层与P型半导体层之间紧密结合，结构稳定，电流阻挡层不易从P型半导体层上脱落。2、本专利技术一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片，在生长N型电极之前，对N型半导体层进行表面结构设计，在N型半导体上，且在N型电极的正下方，刻蚀出第二环形凹槽，再生长N型电极，N型电极生长在第二环形凹槽的表面，形成的N型电极与N型半导体层之间紧密结合，结构稳定，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片，其特征在于：包括DBR反射层(1)、N型半导体层(4)、发光层(5)、P型半导体层(6)、电流阻挡层(7)和P型电极(10)，所述P型半导体层(6)设置在发光层(5)上方，且所述P型半导体层(6)设置有第一环形凹槽(12)，所述第一环形凹槽(12)上方设置有电流阻挡层(7)，且所述P型半导体层(6)上方设置有钝化保护层(9)，所述钝化保护层(9)一端设置有电流阻挡层(7)；/n其中，所述P型电极(10)设置在第一环形凹槽(12)正上方，且所述第一环形凹槽(12)的直径小于P形电极(10)的直径，所述第一环形凹槽(12)的深度为500A；/n所述N型半导体层(4)一端上方设置有第二环形凹槽(13)，且所述第二环形凹槽(13)上方设置有N型电极(11)；/n其中，所述第二环形凹槽(13)的直径小于N型电极(11)，且所述第二环形凹槽(13)的深度为500A，所述电流阻挡层(7)的厚度为1600-2000A；/n该LED芯片的制备工艺具体包括以下步骤：/n步骤一：使用金属有机化学气相沉积设备，在直径为4英吋的蓝宝石衬底上，依次生长缓冲层(3)、N型半导体层(4)、发光层(5)和P型半导体层(6)，得到外延片；/n将外延片进行光刻图形制备，采用正性光刻胶作为掩膜，再使用感应耦合等离子体设备，对光刻后的外延片的进行刻蚀，去除掉一侧的P型半导体层(6)、发光层(5)以及深度为4000A的N型半导体层(4)，露出N型半导体台面，从而得到P型半导体层(6)和N型半导体层(4)；/n步骤二：将步骤一得到的制品进行光刻图形制备，采用正性光刻胶作为掩膜，再使用感应耦合等离子体设备，刻蚀掉P型半导体层(6)上的深度为500A的P型半导体和N型半导体层(4)上的深度为500A的N型半导体，从而得到P型半导体层(6)和N型半导体层(4)上的第一环形凹槽(12)和第二环形凹槽(13)；/n步骤三：使用等离子增强化学气相沉积设备，在得到的P型半导体层(6)上的第一环形凹槽(12)上生长二氧化硅，得到电流阻挡层；/n步骤四：溅射透明导电层(8)；/n使用磁控溅射设备，将ITO薄膜溅射沉积到步骤三所得的制品上，得到透明导电层(8)，ITO薄膜的材质是铟锡氧化物；/n步骤五：使用电子束蒸镀设备，在步骤四所得的制品表面上蒸镀金属薄膜，蒸镀的金属薄膜依次为Cr、Al、Cr、Pt、Au，再将P型电极(10)和N型电极(11)位置以外区域的金属薄膜去除掉，得到P型电极(10)和N型电极(11)；/n步骤六：再使用等离子增强化学气相沉积设备，生长二氧化硅作为钝化保护层(9)，再将P型电极(10)和N型电极(11)上方的二氧化硅去除掉，便完成该LED芯片的制备；/n所述第一环形凹槽(12)和第二环形凹槽(13)的制备工艺具体包括以下步骤：/nS1：匀胶，使用匀胶机，在上述步骤一所得的制品上均匀的旋涂一层正性光刻胶；/nS2：光刻掩膜，使用光刻机，将S1所得制品放在刻有环形图形的光刻版下面，并进行位置对准，再进行曝光处理，被图形遮住的那部分光刻胶没有被曝光，未被图形遮住的那部分光刻胶被曝光；/nS3：显影，使用显影机，将S2所得制品放进显影液中，被曝光部分的光刻胶与显影液发生反应，被溶解掉，未曝光部分的光刻胶没有被溶解，从而得到的制品上面，所需要刻蚀图形的部分没有光刻胶遮挡，不需要刻蚀的部分有光刻胶遮挡；/nS4：等离子刻蚀，使用感应耦合等离子刻蚀设备，对显影后的制品进行刻蚀，没有被光刻胶遮挡的部分被刻蚀掉，被光刻胶遮挡的部分不会被刻蚀；/nS5：去胶清洗，将刻蚀后的制品，放到去胶液中进行清洗，去胶液将光刻胶全部溶解掉；/nS6：去胶清洗后，再用烘干机烘干，所得制品便得到第一环形凹槽(12)和第二环形凹槽(13)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有高稳定性电流阻挡层的LED芯片，其特征在于：包括DBR反射层(1)、N型半导体层(4)、发光层(5)、P型半导体层(6)、电流阻挡层(7)和P型电极(10)，所述P型半导体层(6)设置在发光层(5)上方，且所述P型半导体层(6)设置有第一环形凹槽(12)，所述第一环形凹槽(12)上方设置有电流阻挡层(7)，且所述P型半导体层(6)上方设置有钝化保护层(9)，所述钝化保护层(9)一端设置有电流阻挡层(7)；
其中，所述P型电极(10)设置在第一环形凹槽(12)正上方，且所述第一环形凹槽(12)的直径小于P形电极(10)的直径，所述第一环形凹槽(12)的深度为500A；
所述N型半导体层(4)一端上方设置有第二环形凹槽(13)，且所述第二环形凹槽(13)上方设置有N型电极(11)；
其中，所述第二环形凹槽(13)的直径小于N型电极(11)，且所述第二环形凹槽(13)的深度为500A，所述电流阻挡层(7)的厚度为1600-2000A；
该LED芯片的制备工艺具体包括以下步骤：
步骤一：使用金属有机化学气相沉积设备，在直径为4英吋的蓝宝石衬底上，依次生长缓冲层(3)、N型半导体层(4)、发光层(5)和P型半导体层(6)，得到外延片；
将外延片进行光刻图形制备，采用正性光刻胶作为掩膜，再使用感应耦合等离子体设备，对光刻后的外延片的进行刻蚀，去除掉一侧的P型半导体层(6)、发光层(5)以及深度为4000A的N型半导体层(4)，露出N型半导体台面，从而得到P型半导体层(6)和N型半导体层(4)；
步骤二：将步骤一得到的制品进行光刻图形制备，采用正性光刻胶作为掩膜，再使用感应耦合等离子体设备，刻蚀掉P型半导体层(6)上的深度为500A的P型半导体和N型半导体层(4)上的深度为500A的N型半导体，从而得到P型半导体层(6)和N型半导体层(4)上的第一环形凹槽(12)和第二环形凹槽(13)；
步骤三：使用等离子增强化学气相沉积设备，在得到的P型半导体层(6)上的第一环形凹槽(12)上生长二氧化硅，得到电流阻挡层；
步骤四：溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐珊珊，吴疆，丁磊，
申请(专利权)人：安徽芯瑞达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34