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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410787774.3(22)申请日 2014.12.17H01L 33/06(2010.01)(71)申请人 聚灿光电科技（苏州）有限公司地址 215123 江苏省苏州市业园区新庆路 8号(72)发明人 卢廷昌(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人 常亮(54) 发明名称LED 芯片及其制作方法(57) 摘要本发明公开了一种 LED 芯片及其制作方法，所述 LED 芯片包括衬底、N 型半导体层、多量子阱发光层、P 型半导体层、以及位于 N 型半导体层上方的N电极和位于P型半导体层上方的P电极，所述衬底。
2、上方的N型半导体层、多量子阱发光层和P型半导体层全部或部分刻蚀形成奈米柱，所述奈米柱上方设有二维透明导电层，二维透明导电层串接所有奈米柱，所述 P 电极位于二维透明导电层上方。本发明简化了电极制作流程，只用一层二维透明导电层，既可达到串接奈米柱的效果，又有透明出光的效果，其芯片结构简单且出光效率高，制作方便且成本低。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号 CN 104465915 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104465915 A1/1 页21.一种 LED 芯片，所述 LED 芯。
3、片包括衬底、N 型半导体层、多量子阱发光层、P 型半导体层、以及位于 N 型半导体层上方的 N 电极和位于 P 型半导体层上方的 P 电极，其特征在于，所述衬底上方的 N 型半导体层、多量子阱发光层和 P 型半导体层全部或部分刻蚀形成奈米柱，所述奈米柱上方设有二维透明导电层，二维透明导电层串接所有奈米柱，所述 P 电极位于二维透明导电层上方。2.根据权利要求 1 所述的 LED 芯片，其特征在于，所述奈米柱刻蚀至 N 型半导体层、多量子阱发光层、或 P 型半导体层。3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述奈米柱的高度为20nm2000nm，横截面大小为 10nm 5000nm。4.。
4、根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述奈米柱的排列为规则排列或不规则排列，奈米柱的横截面为圆形、三角形、六角形、多边形或不规则形。5.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述二维透明导电层为石墨烯、MoS2、WSe2中的一种或多种的组合。6.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述二维透明导电层为单原子层结构或多原子层结构。7.一种如权利要求 1 中 LED 芯片的制作方法，其特征在于，所述方法包括 ：S1、提供一衬底，在衬底上依次生长 N 型半导体层、多量子阱发光层、P 型半导体层 ；S2、刻蚀全部或部分 N 型半导体层、多量子阱发光层和 P 型半导体层形成奈米柱 。
5、；S3、在奈米柱上方形成串接所有奈米柱的二维透明导电层 ；S4、在二维透明导电层上方形成 P 电极，在 N 型半导体层上形成 N 电极。8.根据权利要求 7 所述的方法，其特征在于，所述步骤 S3 具体为 ：在基板上采用 CVD 的方式形成二维透明导电层 ；将二维透明导电层从基板上剥离 ；将剥离后的二维透明导电层转印到奈米柱的表面。权 利 要 求 书CN 104465915 A1/4 页3LED 芯片及其制作方法技术领域0001 本发明涉及半导体发光器件技术领域，特别是涉及一种 LED 芯片及其制作方法。背景技术0002 发光二极管 (Light-Emitting Diode，LED) 是一种。
6、能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在 1962 年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等 ；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。0003 传统 GaN 蓝光 LED 成长于 c 轴的蓝宝石基板上，内部会受到内建电场的影响而产生 QCSE( 量子限制斯塔克效应 ) 的现象，进而使得发光效率下降。0004 为了有效解决发光效率的问题，采用非极性或半极性基板可以去除因内建电场产生 QCSE 的现象，但是非极性或半极性基板非常昂贵，。
7、不适合大量生产。0005 另一方面，有研究指出奈米柱结构可以有效释放应力而减少内建电场所产生 QCSE的现象，同时也可以增加光萃取效率，因此使用奈米柱的结构可以达到高功效的 GaN LED，但是如何制作奈米柱 LED 的上电极，又不至于产生漏电便成为一大挑战，最简单的防止漏电的方法是使用介质层在奈米柱四周进行钝化，但是介质层本身也具有应力，而且折射率较大，会大幅衰减使用奈米柱的好处。0006 若使用 ITO 奈米柱的结构，以两次斜向沉积，并用一层厚而平整的 ITO 串联 ITO 奈米柱，可以达到良好的奈米柱 LED 的上电极，但是制作过程较为繁复，且厚度较厚会有光衰的可能。0007 因此，针对。
8、上述技术问题，本发明揭示了一种新的 LED 芯片及其制作方法。发明内容0008 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种 LED 芯片及其制作方法，其结构简单，出光效率高，制作方便且成本低。0009 为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下 ：0010 一种 LED 芯片，所述 LED 芯片包括衬底、N 型半导体层、多量子阱发光层、P 型半导体层、以及位于 N 型半导体层上方的 N 电极和位于 P 型半导体层上方的 P 电极，所述衬底上方的N型半导体层、多量子阱发光层和P型半导体层全部或部分刻蚀形成奈米柱，所述奈米柱上方设有二维透明导电层，二维透明导电层串接所有奈米柱，所述 P 电极位于二维。
9、透明导电层上方。0011 作为本发明的进一步改进，所述奈米柱刻蚀至 N 型半导体层、多量子阱发光层、或P 型半导体层。0012 作为本发明的进一步改进，所述奈米柱的高度为 20nm 2000nm，横截面大小为10nm 5000nm。说 明 书CN 104465915 A2/4 页40013 作为本发明的进一步改进，所述奈米柱的排列为规则排列或不规则排列，奈米柱的横截面为圆形、三角形、六角形、多边形或不规则形。0014 作为本发明的进一步改进，所述二维透明导电层为石墨烯、MoS2、WSe2中的一种或多种的组合。0015 作为本发明的进一步改进，所述二维透明导电层为单原子层结构或多原子层结构。00。
10、16 相应地，一种 LED 芯片的制作方法，所述方法包括 ：0017 S1、提供一衬底，在衬底上依次生长 N 型半导体层、多量子阱发光层、P 型半导体层；0018 S2、刻蚀全部或部分 N 型半导体层、多量子阱发光层和 P 型半导体层形成奈米柱 ；0019 S3、在奈米柱上方形成串接所有奈米柱的二维透明导电层 ；0020 S4、在二维透明导电层上方形成 P 电极，在 N 型半导体层上形成 N 电极。0021 作为本发明的进一步改进，所述步骤 S3 具体为 ：0022 在基板上采用 CVD 的方式形成二维透明导电层 ；0023 将二维透明导电层从基板上剥离 ；0024 将剥离后的二维透明导电层转。
11、印到奈米柱的表面。0025 本发明具有以下有益效果 ：0026 本发明简化了电极制作流程，只用一层二维透明导电层，既可达到串接奈米柱的效果，又有透明出光的效果，其芯片结构简单且出光效率高，制作方便且成本低。附图说明0027 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明中记载的一些实施例，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。0028 图 1 为本发明一具体实施方式中 LED 芯片的结构示意图。具体实施方式0029 为了使本技术领域的人员。
12、更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。0030 一种LED芯片，包括衬底、N型半导体层、多量子阱发光层、P型半导体层、以及位于N 型半导体层上方的 N 电极和位于 P 型半导体层上方的 P 电极。0031 其中，衬底上方的N型半导体层、多量子阱发光层和P型半导体层全部或部分刻蚀形成奈米柱，奈米柱上方设有二维透明导电层，二维透明导电层串接所有奈。
13、米柱，P 电极位于二维透明导电层上方。0032 参图 1 所示，在本发明的一具体实施方式中的 LED 芯片包括 ：说 明 书CN 104465915 A3/4 页50033 衬底 10，如蓝宝石衬底、Si 衬底、SiC 衬底等 ；0034 N 型半导体层 20，如 N 型掺杂 GaN、GaAs、InP、InGaAsP 等 ；0035 多量子阱发光层 30，如 GaN、InGaN、GaAs、InGaAs、InGaAsP 等 ；0036 P 型半导体层 40，如 P 型掺杂 GaN、GaAs、InP、InGaAsP 等 ；0037 二维透明导电层 50，如石墨烯 (grapheme)、MoS2、W。
14、Se2等；0038 P 电极 60 和 N 电极 70，P 电极 60 位于二维透明导电层 50 上，N 电极 70 位于 N 型半导体层 20 上。0039 优选地，本实施方式中 N 型半导体层 20、多量子阱发光层 30、和 P 型半导体层 40的材料均选用 GaN。0040 本实施方式中 GaN 奈米柱刻蚀穿透多量子阱发光层和 P 型半导体层，停止于 N 型半导体层之间，部分 N 型半导体层 20、全部多量子阱发光层 30、和全部 P 型半导体层 40 形成 GaN 奈米柱。0041 优选地，GaN奈米柱奈米柱的高度为20nm2000nm，横截面大小为10nm5000nm ；GaN 奈米。
15、柱的横截面为圆形、三角形、六角形、多边形或不规则形等 ；GaN 奈米柱的排列为规则排列或不规则排列。0042 本发明中的二维透明导电层可以为单原子层结构或多原子层结构。0043 相应地，本实施方式中 LED 芯片的制作方法包括以下步骤 ：0044 S1、提供一衬底，在衬底上依次生长 N 型半导体层、多量子阱发光层、P 型半导体层；0045 S2、刻蚀全部或部分 N 型半导体层、多量子阱发光层和 P 型半导体层形成奈米柱 ；0046 S3、在奈米柱上方形成串接所有奈米柱的二维透明导电层 ；0047 S4、在二维透明导电层上方形成 P 电极，在 N 型半导体层上形成 N 电极。0048 其中，步骤。
16、 S3 具体为 ：0049 在基板上采用 CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积 ) 的方式形成二维透明导电层 ；0050 将二维透明导电层从基板上剥离 ；0051 将剥离后的二维透明导电层转印到奈米柱的表面。0052 上述实施方式中奈米柱刻蚀至 N 型半导体层之间，在其他实施方式中，奈米柱也可以刻蚀至多量子阱发光层或 P 型半导体层上，然后在奈米柱的上方形成二维透明导电层，同样可以实现上述实施方式中的效果。0053 由以上技术方案可以看出，与现有技术相比本发明具有以下有益效果 ：0054 本发明简化了电极制作流程，只用一层二维透明导电层，既可达到串接奈米柱。
17、的效果，又有透明出光的效果，其芯片结构简单且出光效率高，制作方便且成本低。0055 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。0056 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包说 明 书CN 104465915 A4/4 页6含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。说 明 书CN 104465915 A1/1 页7图1说 明 书 附 图CN 104465915 A。