一种N电极延伸线点状分布的正装LED芯片及其制备方法.pdf

一种N电极延伸线点状分布的正装LED芯片及其制备方法，涉及半导体发光技术领域。本发明正装LED芯片包括从下至上依次排列的衬底、N型GaN层、发光层、P型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型GaN层上设置N型电极。其结构特点是，所述芯片上表面上、位于N型电极的一端垂直向下开设一个或者多个孔到N型GaN层作为N电极延伸线，所述孔内设有金属与N型电极相连，金属与透明导电层及孔内壁之间采用绝缘层隔绝。同现有技术相比，本发明在降低电压的同时能够提高芯片亮度，增加出光率。

1.  一种N电极延伸线点状分布的正装LED芯片，它包括从下至上依次排列的衬底（110）、N型GaN层（120）、发光层（130）、P型GaN层（140）和透明导电层（150），在芯片一端的透明导电层（150）上设置P型电极（190），在芯片另一端的N型GaN层（120）上设置N型电极（170），其特征在于：所述芯片上表面上、位于N型电极（170）的一端垂直向下开设一个或者多个孔（200）到N型GaN层（120）作为N电极延伸线，所述孔（200）内设有金属与N型电极（170）相连，金属与透明导电层（150）及孔（200）内壁之间采用绝缘层（160）隔绝。

2.  根据权利要求1所述的N电极延伸线点状分布的正装LED芯片，其特征在于：所述孔（200）内的孔径为5-10um。

3.  根据权利要求1或2所述的N电极延伸线点状分布的正装LED芯片，其特征在于；所述绝缘层（160）的厚度为1200-2400埃，绝缘层（160）采用SiO2或者氧化铝。

4.  如权利要求1所述的N电极延伸线点状分布的正装LED芯片的制备方法，其方法步骤为：
1）利用金属有机物化学汽相淀积技术在衬底（110）上表面依次外延生长N型GaN层（120）、发光层（130）以及P型GaN层（140）；
2）利用曝光技术及ICP技术刻蚀出N型GaN层（120）欧姆接触区以及N电极延伸线部位的孔（200）；
3）利用蒸镀技术制备透明导电层（150）并利用曝光技术和刻蚀技术制备出P型GaN层（140）欧姆接触区；
4）利用PECVD技术以及曝光和刻蚀技术制备绝缘层（160）；
5）利用蒸镀和曝光技术制备N型电极（170）以及P型电极（190）；
6）将制作完成的发光二极管器件从底面减薄；
7）利用蒸发方法制作ODR反射层或者DBR反射层；
8）通过激光切割并劈裂成单颗晶粒。

一种N电极延伸线点状分布的正装LED芯片及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体发光技术领域，特别是N电极延伸线点状分布的正装LED芯片及其制备方法。
背景技术
半导体发光二极管具有体积小、光色色温可变、高发光效率，紫外红外比重低，可靠性好等优点，符合节能环保趋势。在背光产业被广泛应用，而照明端正逐步打开市场，对于半导体发光二极管的电压和亮度提出了更高的要求。目前市场上流行的芯片多为正装结构，也有少量覆晶和垂直结构芯片。覆晶及垂直结构芯片制作工艺相对较难，成本则相对较高。正装芯片制备工艺相对成熟且简单，成本较低。     现有技术中，正装芯片的电流扩散并不理想，导致芯片电压偏高，相同电流驱动下消耗的电能高，起不到节能效果。所以，目前正装芯片都采用将电极拉伸以延伸线finger形式扩散在芯片表面，特别是N型电极。如此，虽然解决了电流扩散问题，但是电压降低的同时，芯片亮度也随之下降。其原因是，一：N电极延伸线是以损失部分发光面积为代价；二：此电极延伸线置于芯片内部或者外侧都会吸收部分侧面发光，导致芯片亮度随之下降。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种N电极延伸线点状分布的正装LED芯片及其制备方法。它在降低电压的同时能够提高芯片亮度，增加出光率。
为达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种N电极延伸线点状分布的正装LED芯片，它包括从下至上依次排列的衬底、N型GaN层、发光层、P型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型GaN层上设置N型电极。其结构特点是，所述芯片上表面上、位于N型电极的一端垂直向下开设一个或者多个孔到N型GaN层作为N电极延伸线，所述孔内设有金属与N型电极相连，金属与透明导电层及孔内壁之间采用绝缘层隔绝。
在上述正装LED芯片中，所述孔内的孔径为5-10um。
在上述正装LED芯片中，所述绝缘层的厚度为1200-2400埃，绝缘层采用SiO2或者氧化铝。
如上所述的N电极延伸线成点状分布的正装LED芯片的制备方法，其方法步骤为：
1）利用金属有机物化学汽相淀积技术在衬底上表面依次外延生长N型GaN层、发光层以及P型GaN层；
2）利用曝光技术及ICP技术刻蚀出N型GaN层欧姆接触区以及N电极延伸线部位的孔；
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型GaN层欧姆接触区；
4）利用PECVD技术以及曝光和刻蚀技术制备绝缘层；
5）利用蒸镀和曝光技术制备N型电极以及P型电极；
6）将制作完成的发光二极管器件从底面减薄；
7）利用蒸发方法制作ODR反射层或者DBR反射层；
8）通过激光切割并劈裂成单颗晶粒。
本发明由于采用了上述结构，避免了现有技术中将整个N电极延伸线下的P型GaN层和发光层全部刻蚀掉，而只是在N电极延伸线位置开设一个或者多个开孔，孔直径为5-10um与N电极延伸线宽度相当，从而减少了刻蚀面积，尽可能减小对发光面积的损伤。N电极延伸部位孔内设有金属彼此连接并在金属与透明导电层及孔内壁之间采用绝缘层隔绝，阻止N电极与P电极直接导通，从而使金属与N型电极相连。本发明能有效的改善正装芯片的电流分布状况并增大芯片的实际发光面积，降低电压的同时提高了亮度，增加了出光率。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中N电极延伸线点状分布的结构示意图。
具体实施方式
参看图1，本发明包括从下至上依次排列的衬底110、N型GaN层120、发光层130、P型GaN层140和透明导电层150。在芯片一端的透明导电层150上设置P型电极190，在芯片另一端的N型GaN层120上设置N型电极170。芯片上表面上、位于N型电极170的一端垂直向下开设一个或者多个孔200到N型GaN层120作为N电极延伸线，孔200内的孔径为5-10um。孔200内设有金属与N型电极170相连，金属与透明导电层150及孔200内壁之间采用绝缘层160隔绝。绝缘层160的厚度为1200-2400埃，绝缘层160采用SiO2或者氧化铝。
参看图1、图2中箭头所示，为本发明芯片中的电流指向，采用本发明结构后，不仅电流分布均匀，而且减少对发光面积造成的损失。
本发明N电极延伸线成点状分布的正装LED芯片的制备方法，其方法步骤为：
实施例一：
1）利用金属有机物化学汽相淀积技术在衬底110上表面依次外延生长N型GaN层120、发光层130以及P型GaN层140；
2）利用曝光技术及ICP技术刻蚀出N型GaN层120欧姆接触区以及N电极延伸线部位的孔200，孔200内的孔径为5um；
3）利用蒸镀技术制备透明导电层150并利用曝光技术和刻蚀技术制备出P型GaN层140欧姆接触区；
4）利用PECVD技术以及曝光和刻蚀技术制备绝缘层160，绝缘层160的厚度为1200埃；
5）利用蒸镀和曝光技术制备N型电极170以及P型电极190；
6）将制作完成的发光二极管器件从底面减薄；
7）利用蒸发方法制作ODR反射层或者DBR反射层；
8）通过激光切割并劈裂成单颗晶粒。
实施例二：
1）利用金属有机物化学汽相淀积技术在衬底110上表面依次外延生长N型GaN层120、发光层130以及P型GaN层140；
2）利用曝光技术及ICP技术刻蚀出N型GaN层120欧姆接触区以及N电极延伸线部位的孔200，孔200内的孔径为8um；
3）利用蒸镀技术制备透明导电层150并利用曝光技术和刻蚀技术制备出P型GaN层140欧姆接触区；
4）利用PECVD技术以及曝光和刻蚀技术制备绝缘层160，绝缘层160的厚度为1800埃；
5）利用蒸镀和曝光技术制备N型电极170以及P型电极190；
6）将制作完成的发光二极管器件从底面减薄；
7）利用蒸发方法制作ODR反射层或者DBR反射层；
8）通过激光切割并劈裂成单颗晶粒。
实施例三：
1）利用金属有机物化学汽相淀积技术在衬底110上表面依次外延生长N型GaN层120、发光层130以及P型GaN层140；
2）利用曝光技术及ICP技术刻蚀出N型GaN层120欧姆接触区以及N电极延伸线部位的孔200，孔200内的孔径为10um；
3）利用蒸镀技术制备透明导电层150并利用曝光技术和刻蚀技术制备出P型GaN层140欧姆接触区；
4）利用PECVD技术以及曝光和刻蚀技术制备绝缘层160，绝缘层160的厚度为2400埃；
5）利用蒸镀和曝光技术制备N型电极170以及P型电极190；
6）将制作完成的发光二极管器件从底面减薄；
7）利用蒸发方法制作ODR反射层或者DBR反射层；
8）通过激光切割并劈裂成单颗晶粒。
以上所述仅为本发明实施方案的一种，但是并不以此限制本发明。凡在本发明技术方案的范围之内，本领域的技术人员所作的任何修改、等同替换等显而易见的技术方案，均应属于本发明保护的范围。