LED芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种LED芯片，包括：衬底；外延结构，位于所述衬底的表面，所述外延结构包括发光层；氮化物限制层，位于所述外延结构背离所述衬底的表面，所述氮化物限制层中设置有开口，以暴露出部分所述外延结构背离所述衬底的表面；透明导电层，填满所述开口，并覆盖所述氮化物限制层背离所述衬底的表面。上述LED芯片，氮化物限制层中设置有开口，透明导电层填满该开口并覆盖于氮化物限制层的上表面，与氮化物限制层之间形成了高势垒接触，当通过开口附件的透明导电层形成载流子注入发光层时，载流子被有效限制在刻蚀开口下方，极大地降低侧壁缺陷对载流子的捕获，提高载流子注入效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
LED芯片


[0001]本技术涉及半导体器件领域，特别涉及一种LED芯片。

技术介绍

[0002]基于第三代半导体材料的GaN基Micro
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LED新型显示具备高发光效率、高亮度、响应时间短和可靠性好的优良特性，被誉为继LCD和OLED显示的下一代显示技术。
[0003]近几年来，Micro
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LED显示成为一个炙手可热的研究方向，得到国内外产业界和学术界的高度重视，另外，Micro
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LED的光电调制带宽达GHz，远高于照明LED，具有高速并行可见光通信的优势。
[0004]但是目前Micro
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LED应用于显示技术仍有一些问题需要解决，随着器件尺寸减小Micro
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LED的外量子效率急剧下降，因为器件尺寸减小，表面积体积比增加，由切割造成器件侧壁表面损伤严重，导致电流泄露和外量子效率衰减，尤其当器件尺寸减小到100μm以下时，侧壁缺陷占比急剧增加，产生的表面态复合更加严重，影响器件光电特性。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种LED芯片。
[0006]本申请还公开了一种LED芯片，包括：衬底；外延结构，位于衬底的表面，外延结构包括发光层；氮化物限制层，位于外延结构背离衬底的表面，氮化物限制层中设置有开口，暴露出外延结构背离衬底的部分表面；透明导电层，填满开口，并覆盖氮化物限制层背离衬底的表面。
[0007]在其中一个实施例中，氮化物限制层包括含铝氮化物层，其中，铝的组分大于0.3。
[0008]在其中一个实施例中，含铝氮化物层包括p型AlGaN层、非掺杂AlGaN层或非掺杂AlN层。
[0009]在其中一个实施例中，外延结构还包括第一导电类型的氮化物叠层；第一导电类型的氮化物叠层位于发光层和氮化物限制层之间，第一导电类型的氮化物叠层与开口中的透明导电层相接触。
[0010]在其中一个实施例中，第一导电类型的氮化物叠层材料层包括从下至上依次叠置的第一导电类型的第一氮化物层、电子阻挡层、第一导电类型的第二氮化物层及第一导电类型的第三氮化物层。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一导电类型的第一氮化物层包括低温p型层；所述电子阻挡层包括p型掺杂AlGaN层；所述第一导电类型的第二氮化物层包括p型氮化物层；所述第一导电类型的第三氮化物层包括p型氮化物顶层。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一导电类型的第二氮化物层和所述第一导电类型的第三氮化物层均为p型GaN层，其中，所述第一导电类型的第三氮化物层的掺杂浓度大于所述第一导电类型的第二氮化物层的掺杂浓度。
[0013]在其中一个实施例中，外延结构还包括：氮化物缓冲层，位于衬底的上表面；非掺
杂氮化物层，位于氮化物缓冲层的上表面；第二导电类型的氮化物层，位于非掺杂氮化物层的上表面，且与发光层的下表面相接触。
[0014]在其中一个实施例中，所述第二导电类型的氮化物层包括n型GaN层。
[0015]在其中一个实施例中，LED芯片还包括第一电极和第二电极；外延结构包括台面结构，台面结构暴露出第二导电类型的氮化物层背离衬底的部分表面；第一电极位于透明导电层背离氮化物限制层的表面上；第二电极位于第二导电类型的氮化物层暴露出的背离衬底的部分表面上。
[0016]上述LED芯片，氮化物限制层中设置有开口，透明导电层填满该开口并覆盖于氮化物限制层的上表面，与氮化物限制层之间形成了高势垒接触，当通过开口附件的透明导电层形成载流子注入发光层时，载流子被有效限制在刻蚀开口下方，极大地降低侧壁缺陷对载流子的捕获，提高载流子注入效率，提高发光区域辐射复合，提高量子效率，改善了由于切割造成器件侧壁表面损伤所导致电流泄露和外量子效率衰减。
附图说明
[0017]图1为本申请一实施例中LED芯片的截面示意图。
[0018]图2为本申请一实施例中于衬底的上表面形成氮化物缓冲层后半导体结构的截面示意图。
[0019]图3为本申请一实施例中于氮化物缓冲层的上表面形成非掺杂氮化物层后半导体结构的截面示意图。
[0020]图4为本申请一实施例中于非掺杂氮化物层的上表面形成第二导电类型的氮化物层后半导体结构的截面示意图。
[0021]图5为本申请一实施例中于第二导电类型的氮化物层的上表面形成发光材料层后半导体结构的截面示意图。
[0022]图6为本申请另一实施例中于第二导电类型的氮化物层的上表面形成发光材料层后半导体结构的截面示意图。
[0023]图7为本申请一实施例中形成第一导电类型的第一氮化物材料层后半导体结构的截面示意图。
[0024]图8为本申请一实施例中形成电子阻挡材料层后半导体结构的截面示意图。
[0025]图9为本申请一实施例中形成第一导电类型的第二氮化物材料层后半导体结构的截面示意图。
[0026]图10为本申请一实施例中形成第一导电类型的第三氮化物材料层后半导体结构的截面示意图。
[0027]图11为本申请一实施例中形成氮化物限制材料层后半导体结构的截面示意图。
[0028]图12为本申请一实施例中形成台面结构后半导体结构的截面示意图。
[0029]图13为本申请一实施例中于氮化物限制层中形成开口后半导体结构的截面示意图。
[0030]图14为本申请一实施例中形成透明导电层后半导体结构的截面示意图。
[0031]附图标号说明：
[0032]10、衬底；11、氮化物缓冲层；12、非掺杂氮化物层；13、第二导电类型的氮化物层；
14、发光材料层；141、氮化物量子垒层；142、氮化物量子阱层；15、第一导电类型的氮化物叠层材料层；151、第一导电类型的第一氮化物材料层；152、电子阻挡材料层；153、第一导电类型的第二氮化物材料层；154、第一导电类型的第三氮化物材料层；16、氮化物限制材料层；17、发光层；18、第一导电类型的氮化物叠层；181、第一导电类型的第一氮化物层；182、电子阻挡层；183、第一导电类型的第二氮化物层；184、第一导电类型的第三氮化物层；19、氮化物限制层；191、开口；20、透明导电层；21、第一电极；22、第二电极。
具体实施方式
[0033]为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0034]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底；外延结构，位于所述衬底的表面，所述外延结构包括发光层；氮化物限制层，位于所述外延结构背离所述衬底的表面，所述氮化物限制层中设置有开口，以暴露出部分所述外延结构背离所述衬底的表面；透明导电层，填满所述开口，并覆盖所述氮化物限制层背离所述衬底的表面。2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述氮化物限制层包括含铝氮化物层。3.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述含铝氮化物层包括p型AlGaN层、非掺杂AlGaN层或非掺杂AlN层。4.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述外延结构还包括第一导电类型的氮化物叠层；所述第一导电类型的氮化物叠层位于所述发光层和氮化物限制层之间，所述第一导电类型的氮化物叠层与所述开口中的透明导电层相接触。5.根据权利要求4所述的LED芯片，其特征在于，第一导电类型的氮化物叠层材料层包括从下至上依次叠置的第一导电类型的第一氮化物层、电子阻挡层、第一导电类型的第二氮化物层及第一导电类型的第三氮化物层。6.根据权利要求5所述的LED芯片，其特征在于，所述第一导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫其昂，王国斌，
申请(专利权)人：江苏第三代半导体研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：