一种LED芯片的制作方法

一种led芯片
技术领域
1.本实用新型涉及发光二极管领域，尤其涉及一种led芯片。


背景技术：

2.随着led技术的快速发展以及led光效的逐步提高，led的应用也越来越广泛，人们越来越关注led在显示屏的发展前景。led芯片，作为led灯的核心组件，其功能就是把电能转化为光能，具体的，包括外延片和分别设置在外延片上的n型电极和p型电极。所述外延片包括p型半导体层、n型半导体层以及位于所述n型半导体层和p型半导体层之间的有源层，当有电流通过led芯片时，p型半导体中的空穴和n型半导体中的电子会向有源层移动，并在所述有源层复合，使得led芯片发光。
3.随着市场对发光二极管的亮度需求越来越高，芯片的尺寸做得越来越大，驱动电流也变大，获得大功率的led。使得芯片结构需要跟着不断地改进优化；目前采用各种电极优化的芯片结构成为超亮度芯片主流结构；然而，仍存在电极的电流拥挤及可靠性不好的问题。
4.有鉴于此，为克服现有技术led芯片的上述缺陷，本发明人专门设计了一种led芯片，本案由此产生。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种led芯片，以解决led芯片电流拥挤及电极可靠性的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种led芯片，包括：
8.衬底；
9.设置于所述衬底表面的外延叠层，所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；
10.第一电极，其层叠于所述凹槽的裸露部；
11.第二电极，其层叠于所述台面的表面；
12.俯视观察下，所述第一电极具有与其形成连接且沿所述第二电极方向延伸的第一型扩展电极；所述第二电极具有若干个与其形成连接且沿所述第一电极方向延伸的第二型扩展电极；
13.其中，所述第二型扩展电极的数量为奇数；且，所述第二型扩展电极具有一中间扩展电极，其余所述第二型扩展电极以所述中间扩展电极为中间轴两两分布在中间扩展电极的两侧；
14.所述第一型扩展电极的数量为偶数，所述第一型扩展电极以所述中间扩展电极为
中间轴两两分布在中间扩展电极的两侧；且，所述第一型扩展电极与其余所述第二型扩展电极交替分配于所述中间扩展电极的两侧。
15.优选地，所述第二型扩展电极具有所述中间扩展电极，其余所述第二型扩展电极以所述中间扩展电极为对称轴两两分布在中间扩展电极的两侧。
16.优选地，所述第一型扩展电极以所述中间扩展电极为对称轴两两分布在中间扩展电极的两侧。
17.优选地，在所述第二电极至所述第一电极的延伸方向，各所述第二型扩展电极与所述中间扩展电极的间距逐渐增大。
18.优选地，各所述第二型扩展电极与相邻所述第一型扩展电极的间距逐渐增大。
19.优选地，在所述第二电极至所述第一电极的延伸方向，所述第二型扩展电极的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半。
20.优选地，在所述第一电极至所述第二电极的延伸方向，所述第一型扩展电极的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半。
21.优选地，在所述第二电极至所述第一电极的延伸方向，所述中间扩展电极及其余所述第二型扩展电极的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半。
22.优选地，所述第二型扩展电极的数量为3，所述第一型扩展电极的数量为2。
23.优选地，还包括一钝化层，其中，所述钝化层包覆所述外延叠层，且具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔对应于所述第一电极，第二通孔对应于所述第二电极。
24.优选地，所述第一型半导体层包括n型半导体层，所述第二型半导体层包括p型半导体层。
25.优选地，所述外延叠层具有至少一衬底裸露部，其自所述第二型半导体层经所述有源区和所述第一型半导体层延伸至所述衬底，其中所述钝化层以被保持在所述衬底裸露部的方式层叠于所述衬底。
26.优选地，所述衬底裸露部环绕所述外延叠层的四周；且所述钝化层以被保持在所述衬底裸露部的方式层叠于所述衬底，并环绕所述外延叠层的四周。
27.经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的led芯片，通过设置所述第一电极具有与其形成连接且沿所述第二电极方向延伸的第一型扩展电极；所述第二电极具有若干个与其形成连接且沿所述第一电极方向延伸的第二型扩展电极；其中，所述第二型扩展电极的数量为奇数；且，所述第二型扩展电极具有一中间扩展电极，其余所述第二型扩展电极以所述中间扩展电极为中间轴两两分布在中间扩展电极的两侧；所述第一型扩展电极的数量为偶数，所述第一型扩展电极以所述中间扩展电极为中间轴两两分布在中间扩展电极的两侧；且，所述第一型扩展电极与其余所述第二型扩展电极交替分配于所述中间扩展电极的两侧。从而，当电流经所述第二电极(即p电极)流入后优先通过所述中间扩展电极，快速实现电子与空穴的辐射复合发光；同时，通过所述第二电极的中间扩展电极两侧交替且均匀配置所述第一型扩展电极与第二型扩展电极，能够缓和电流在所述中间扩展电极集中的趋势，使电流在发光台面均匀地扩散。因此，基于上述结构，解决了大驱动电流所导致的电流拥挤现象，并有效提高led的外量子效率。
28.其次，在所述第二电极至所述第一电极的延伸方向，各所述第二型扩展电极与所述中间扩展电极的间距逐渐增大，可进一步地使电流扩散至所述外延叠层的边缘，从而实
现led芯片更加均匀的发光。同时，通过所述第二型扩展电极的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半的厚度设置，可减少电流的拥挤进而增加电流扩展，同时可减少产品成本。
29.经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的led芯片的制备方法，在实现上述led芯片的有益效果的同时，其工艺制作简单便捷，便于生产化。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
31.图1为本实用新型实施例所提供的led芯片的结构示意图；
32.图2为本实用新型实施例所提供的led芯片的俯视示意图；
33.图3为本实用新型实施例所提供的led芯片的俯视示意图；
34.图4.1至图4.7为本实用新型实施例所提供的led芯片的制备方法步骤所对应的结构示意图；
35.图中符号说明：1、衬底，1.1、衬底裸露部，2、第一型半导体层，3、有源区，4、第二型半导体层，5、钝化层，6、第二电极，6.1、中间扩展电极，6.2、第二型扩展电极，7、第一电极，7.1、第一型扩展电极，8、台面，9、凹槽。
具体实施方式
36.为使本实用新型的内容更加清晰，下面结合附图对本实用新型的内容作进一步说明。本实用新型不局限于该具体实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
37.如图1所示，一种led芯片，包括：
38.衬底1；
39.设置于衬底1表面的外延叠层，外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层2、有源区3以及第二型半导体层4，且外延叠层的局部区域蚀刻至部分的第一型半导体层2形成凹槽9及台面8；第一方向垂直于衬底1，并由衬底1指向外延叠层；
40.第一电极7，其层叠于凹槽9的裸露部；
41.第二电极6，其层叠于台面8的表面；
42.俯视观察下，第一电极7具有与其形成连接且沿第二电极6方向延伸的第一型扩展电极7.1；第二电极6具有若干个与其形成连接且沿第一电极7方向延伸的第二型扩展电极6.2；
43.其中，第二型扩展电极6.2的数量为奇数；且，第二型扩展电极6.2具有一中间扩展电极6.1，其余第二型扩展电极6.2以中间扩展电极6.1为中间轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧；
44.第一型扩展电极7.1的数量为偶数，第一型扩展电极7.1以中间扩展电极6.1为中间轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧；且，第一型扩展电极7.1与其余第二型扩展电极
6.2交替分配于中间扩展电极6.1的两侧。
45.需要说明的是，本实用新型实施例并不限定第二型扩展电极6.2的数量，只要满足其总数为奇数即可，亦不限定第一型扩展电极7.1的数量，只要满足其总数为偶数即可；作为本实施例的一个示例，如图2、图3所示，第一型扩展电极7.1的数量为2条，第二型扩展电极6.2的数量为3条。
46.值得一提的是，衬底1的类型在本实施例的led芯片不受限制，例如，衬底1可以是但不限于蓝宝石衬底1、硅衬底1等。另外，外延叠层的第一型半导体层2、有源区3以及第二型半导体层4的类型在本实施例的led芯片也可以不受限制，例如，第一型半导体层2可以是但不限于n型氮化镓层，相应地，第二型半导体层4可以是但不限于p型氮化镓层；
47.值得一提的是，钝化层5的材料可以是但不限于sio2(二氧化硅)。
48.另外，第一电极7和第二电极6可以是但不限于金锡电极。
49.如图2所示，本实用新型实施例中，第二型扩展电极6.2具有中间扩展电极6.1，其余第二型扩展电极6.2以中间扩展电极6.1为对称轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧。
50.本实用新型实施例中，第一型扩展电极7.1以中间扩展电极6.1为对称轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧。
51.如图3所示，在本实用新型的另一实施例中，在第二电极6至第一电极7的延伸方向，各第二型扩展电极6.2与中间扩展电极6.1的间距d逐渐增大。
52.进一步地，各第二型扩展电极6.2与相邻第一型扩展电极7.1的间距逐渐增大。
53.本实用新型实施例中，在第二电极6至第一电极7的延伸方向，第二型扩展电极6.2的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半。
54.本实用新型实施例中，在第一电极7至第二电极6的延伸方向，第一型扩展电极7.1的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半。
55.本实用新型实施例中，在第二电极6至第一电极7的延伸方向，中间扩展电极6.1及其余第二型扩展电极6.2的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半。
56.本实用新型实施例中，还包括一钝化层5，其中，钝化层5包覆外延叠层，且具有第一通孔和第二通孔，第一通孔对应于第一电极7，第二通孔对应于第二电极6。
57.本实用新型实施例中，第一型半导体层2包括n型半导体层，第二型半导体层4包括p型半导体层。
58.本实用新型实施例中，外延叠层具有至少一衬底裸露部1.1，其自第二型半导体层4经有源区3和第一型半导体层2延伸至衬底1，其中钝化层5以被保持在衬底裸露部1.1的方式层叠于衬底1。
59.本实用新型实施例中，衬底裸露部1.1环绕外延叠层的四周；且钝化层5以被保持在衬底裸露部1.1的方式层叠于衬底1，并环绕外延叠层的四周。
60.本实用新型实施例还提供了一种led芯片的制备方法，制备方法包括如下步骤：
61.步骤s01、如图4.1所示，提供一衬底1；
62.步骤s02、如图4.2所示，层叠一外延叠层于衬底1表面，外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层2、有源区3以及第二型半导体层4，第一方向垂直于衬底1，并由衬底1指向外延叠层；
63.步骤s03、如图4.3所示，将外延叠层的局部区域蚀刻至部分的第一型半导体层2，
形成凹槽9及台面8；
64.步骤s04、如图4.4所示，在凹槽9制作第一型扩展电极7.1，在台面8制作第二型扩展电极6.2，其中，第一型扩展电极7.1和第二型扩展电极6.2各自向相对方向延伸；
65.俯视观察下，如图2所示，第二型扩展电极6.2的数量为奇数；且，第二型扩展电极6.2具有一中间扩展电极6.1，其余第二型扩展电极6.2以中间扩展电极6.1为中间轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧；
66.第一型扩展电极7.1的数量为偶数，第一型扩展电极7.1以中间扩展电极6.1为中间轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧；且，第一型扩展电极7.1与其余第二型扩展电极6.2交替分配于中间扩展电极6.1的两侧；
67.步骤s05、如图4.5所示，对外延叠层的边沿进行深刻蚀，使其具有衬底裸露部1.1；
68.步骤s06、如图4.6所示，生长一钝化层5，钝化层5通过层叠于衬底裸露部1.1的方式包覆外延叠层；并图形化钝化层5，使其具有第一通孔和第二通孔，第一通孔裸露部分第一型扩展电极7.1，第二通孔裸露部分第二型扩展电极6.2；
69.步骤s07、如图4.7所示，制作第一电极7和第二电极6；第一电极7，其层叠于第一通孔；第二电极6，其层叠于第二通孔。
70.本实用新型实施例中，在第二电极6至第一电极7的延伸方向，各第二型扩展电极6.2与中间扩展电极6.1的间距逐渐增大；各第二型扩展电极6.2与相邻第一型扩展电极7.1的间距逐渐增大。
71.本实用新型实施例中，在第一电极7至第二电极6的延伸方向，第一型扩展电极7.1的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半；
72.在第二电极6至第一电极7的延伸方向，中间扩展电极6.1及其余第二型扩展电极6.2的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚度的一半。
73.本实用新型实施例中，衬底裸露部1.1环绕外延叠层的四周；且钝化层5以被保持在衬底裸露部1.1的方式层叠于衬底1，并环绕外延叠层的四周。
74.经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的led芯片，通过设置第一电极7具有与其形成连接且沿第二电极6方向延伸的第一型扩展电极7.1；第二电极6具有若干个与其形成连接且沿第一电极7方向延伸的第二型扩展电极6.2；其中，第二型扩展电极6.2的数量为奇数；且，第二型扩展电极6.2具有一中间扩展电极6.1，其余第二型扩展电极6.2以中间扩展电极6.1为中间轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧；第一型扩展电极7.1的数量为偶数，第一型扩展电极7.1以中间扩展电极6.1为中间轴两两分布在中间扩展电极6.1的两侧；且，第一型扩展电极7.1与其余第二型扩展电极6.2交替分配于中间扩展电极6.1的两侧。从而，当电流经第二电极6(即p电极)流入后优先通过中间扩展电极6.1，快速实现电子与空穴的辐射复合发光；同时，通过第二电极6的中间扩展电极6.1两侧交替且均匀配置第一型扩展电极7.1与第二型扩展电极6.2，能够缓和电流在中间扩展电极6.1集中的趋势，使电流在发光台面8均匀地扩散。因此，基于上述结构，解决了大驱动电流所导致的电流拥挤现象，并有效提高led的外量子效率。
75.其次，在第二电极6至第一电极7的延伸方向，各第二型扩展电极6.2与中间扩展电极6.1的间距逐渐增大，可进一步地使电流扩散至外延叠层的边缘，从而实现led芯片更加均匀的发光。同时，通过第二型扩展电极6.2的厚度逐渐减小，且最低厚度至少超过最高厚
度的一半的厚度设置，可减少电流的拥挤进而增加电流扩展，同时可减少产品成本。
76.经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的led芯片的制备方法，在实现上述led芯片的有益效果的同时，其工艺制作简单便捷，便于生产化。
77.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
78.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
79.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。