改善光效的发光二极管芯片及其制备方法技术

本公开提供了一种改善光效的发光二极管芯片及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该发光二极管芯片包括：基板、发光结构、第一电极和第二电极；所述发光结构包括依次层叠于所述基板上的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个为p型层，所述第二半导体层的表面具有露出所述第一半导体层的凹槽，所述第一电极位于所述凹槽内，所述第二电极位于所述第二半导体层远离所述基板的一侧；所述p型层的局部区域注入有硅离子，且所述局部区域环绕所述凹槽。本公开实施例能避免半导体层上刻蚀凹槽后产生的缺陷导致漏电的问题，改善芯片的光效。改善芯片的光效。改善芯片的光效。

【技术实现步骤摘要】
改善光效的发光二极管芯片及其制备方法


[0001]本公开涉及光电子制造
，特别涉及一种改善光效的发光二极管芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro LED)是指边长在10μm至100μm的超小发光二极管，微型发光二极管的体积小，可以更密集的设置排列而大幅度提高分辨率，并且具有自发光特性，具有高亮度、高对比度、高反应性及省电的特点。
[0003]相关技术中，发光二极管芯片通常包括基板、发光结构和两个电极，发光结构包括依次层叠在基板上的n型层、多量子阱层和p型层，其中，一个电极位于p型层上与p型层电连接，p型层上还设有露出n型层的凹槽，另一个电极位于凹槽内且与n型层电连接。
[0004]由于p型层刻蚀形成凹槽后，p型层上对应凹槽的区域会产生一些缺陷，这些缺陷会形成一些能级，这些能级会导致漏电，从而降低芯片的实际光效。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种改善光效的发光二极管芯片及其制备方法，能避免半导体层上刻蚀凹槽后产生的缺陷导致漏电的问题，改善芯片的光效。所述技术方案如下：
[0006]一方面，本公开实施例提供了一种改善光效的发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括：基板、发光结构、第一电极和第二电极；所述发光结构包括依次层叠于所述基板上的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个为p型层，所述第二半导体层的表面具有露出所述第一半导体层的凹槽，所述第一电极位于所述凹槽内，所述第二电极位于所述第二半导体层远离所述基板的一侧；所述p型层的局部区域注入有硅离子，且所述局部区域环绕所述凹槽。
[0007]可选地，所述局部区域包括第一部分和第二部分，所述第一部分紧邻所述凹槽，且环绕所述凹槽，所述第二部分位于所述第一部分远离所述凹槽的一侧，所述第一部分中单位体积注入的硅离子的量高于所述第二部分中单位体积注入的硅离子的量。
[0008]可选地，在所述第一电极和所述第二电极之间连线方向上，所述第一部分的长度与所述第二部分的长度的比值为1:1.5至1:3。
[0009]可选地，所述凹槽为弧形槽，所述第一部分和所述第二部分均呈扇环状。
[0010]可选地，在所述p型层的厚度方向上，所述局部区域位于所述p型层的中部。
[0011]可选地，在所述p型层的厚度方向上，所述局部区域靠近所述多量子阱层的表面距所述多量子阱层的距离为500埃至1500埃。
[0012]可选地，所述局部区域的厚度为8000埃至12000埃。
[0013]另一方面，本公开实施例还提供了一种改善光效的发光二极管芯片的制备方法，所述制备方法包括：提供一外延片，所述外延片包括基板和位于所述基板上的发光结构，所述发光结构包括依次层叠于所述基板上的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所
述第一半导体层和所述第二半导体层中的一个为p型层，所述第二半导体层的表面具有露出所述第一半导体层的凹槽；所述p型层的局部区域注入有硅离子，所述局部区域环绕所述凹槽；在所述外延片上制作第一电极和第二电极，所述第一电极位于所述凹槽内，所述第二电极位于所述第二半导体层远离所述基板的一侧。
[0014]可选地，在生长所述p型层时，所述制备方法包括：生长第一p型材料层；在所述第一p型材料层的表面形成光刻胶层，所述光刻胶层具有露出所述第一p型材料层的注入槽，所述注入槽在所述基板上的正投影与所述局部区域在基板上的正投影重合；通过所述注入槽向所述第一p型材料层注入硅离子；去除所述光刻胶层，生长第二p型材料层，得到所述p型层。
[0015]可选地，所述在所述外延片上制作第一电极和第二电极之前，所述制备方法还包括：刻蚀所述第二半导体层形成露出所述第二半导体层的凹槽；采用氢氟酸溶液处理所述凹槽30s至120s。
[0016]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0017]本公开实施例提供的发光二极管芯片包括层叠在基板上的发光结构，在发光结构上还设有第一电极和第二电极，第一电极位于凹槽内与第一半导体层连接，第二电极与第二半导体层连接，这样第一电极和第二电极通电即可控制发光二极管芯片通电发光。
[0018]其中，p型层的局部区域靠近凹槽，且局部区域是沿着凹槽的边缘环绕凹槽分布的，在局部区域内还注入有硅离子，硅离子会替换半导体层内的镓离子，而镓离子通常是三价的，硅离子是四价，硅离子替换镓离子后，会在半导体层内多产生一个电子。由于p型层中分布着大量的空穴，因此，通过在局部区域内注入硅离子可以中和掉局部区域内的空穴，从而能减少从n型层进入局部区域内中和的载流子，从而使局部区域的电流急剧下降，由于中部和是沿凹槽的边缘分布的，所以能有效减少凹槽所在区域的电流，防止半导体层上刻蚀凹槽后产生的缺陷导致漏电的问题，提升发光二极管芯片的光效。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的结构示意图；
[0021]图2是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的俯视图；
[0022]图3是本公开实施例提供的一种发光结构的层级结构示意图；
[0023]图4是图1提供的一种发光二极管芯片的俯视图；
[0024]图5是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制备方法的流程图；
[0025]图6是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制备过程示意图；
[0026]图7是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制备过程示意图；
[0027]图8是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制备过程示意图。
[0028]图中各标记说明如下：
[0029]10、基板；11、GaAs片；
[0030]20、发光结构；21、第一半导体层；210、局部区域；211、第一部分；212、第二部分；22、多量子阱层；23、第二半导体层；24、凹槽；
[0031]31、第一电极；32、第二电极；
[0032]40、钝化层；41、第一通孔；42、第二通孔；
[0033]51、第一焊点块；52、第二焊点块；
[0034]60、保护层；61、键合层。
具体实施方式
[0035]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0036]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善光效的发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管芯片包括：基板(10)、发光结构(20)、第一电极(31)和第二电极(32)；所述发光结构(20)包括依次层叠于所述基板(10)上的第一半导体层(21)、多量子阱层(22)和第二半导体层(23)，所述第一半导体层(21)和所述第二半导体层(23)中的一个为p型层，所述第二半导体层(23)的表面具有露出所述第一半导体层(21)的凹槽(24)，所述第一电极(31)位于所述凹槽(24)内，所述第二电极(32)位于所述第二半导体层(23)远离所述基板(10)的一侧；所述p型层的局部区域(210)注入有硅离子，且所述局部区域(210)环绕所述凹槽(24)。2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述局部区域(210)包括第一部分(211)和第二部分(212)，所述第一部分(211)紧邻所述凹槽(24)，且环绕所述凹槽(24)，所述第二部分(212)位于所述第一部分(211)远离所述凹槽(24)的一侧，所述第一部分(211)中单位体积注入的硅离子的量高于所述第二部分(212)中单位体积注入的硅离子的量。3.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，在所述第一电极(31)和所述第二电极(32)之间连线方向上，所述第一部分(211)的长度与所述第二部分(212)的长度的比值为1:1.5至1:3。4.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述凹槽(24)为弧形槽，所述第一部分(211)和所述第二部分(212)均呈扇环状。5.根据权利要求1至4任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，在所述p型层的厚度方向上，所述局部区域(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰叶，王江波，张威，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：