本發(fā)明涉及LED芯片的技術領域，特別是一種高亮正裝LED芯片。

背景技術：

GaN基LED的發(fā)光效率由發(fā)光二極管的內量子效率和光提取率決定，電流密度越低，內量子效率越高。GaN基LED主要采用藍寶石襯底，由于它的絕緣性，芯片的P型電極和N型電極只能設計制作在芯片的同一外延面上。如圖1所示，常規(guī)的GaN基LED結構包括襯底（1），所述襯底（1）上依次形成有N型層（2）、發(fā)光層（3）、P型層（4）和透明導電層（5），P型電極（7）形成于透明導電層（5）上，N型電極（8）形成于N型層（2）上，絕緣層（6）最終形成于透明導電層（5）上并部分覆蓋P型電極（7）和N型電極（8）。這種結構的LED由于N型電極和P型電極的歐姆接觸區(qū)域，以及電極區(qū)域的遮擋導致了芯片有效出光區(qū)的面積減小。因此，常規(guī)的GaN基LED結構限制了GaN基LED發(fā)光效率的提高。

技術實現要素：

本發(fā)明在傳統(tǒng)的正裝結構基礎上，提供一種高亮正裝LED芯片，通過增強P型電極下光線的出射，提升外量子效率，以及減小電流密度，增加內量子效率，增大發(fā)光區(qū)有效面積，來提升LED芯片的發(fā)光效率。

本發(fā)明提供了一種高亮正裝LED芯片，包括外延層、透明導電層、絕緣層、P型電極和N型電極，所述外延層包括自下而上制作在襯底上的N型層、發(fā)光層和P型層，外延層的一側壁蝕刻至N型層的臺面并制作有N型電極，所述透明導電層形成于P型層表面并制作有P型電極，其特征在于：所述絕緣層形成于透明導電層表面并自外延層側壁延伸至N型層表面，P型電極和N型電極至少有一個電極是部分制作在絕緣層上。

具體的，電極部分的制備可以為以下方案：1）P型電極可以部分在絕緣層上，部分在透明導電層上，N型電極全部在N型層上；2）P型電極可以全部在透明導電層上，N型電極部分在絕緣層上，部分在N型層上；3）P型電極也可以部分在絕緣層上，部分在透明導電層上，N型電極部分在絕緣層上，部分在N型層上。

其中，所述的N型電極是部分制作在絕緣層上，位于絕緣層上的N型電極下方包括自上而下設置的絕緣層、透明導電層、P型層、發(fā)光層、N型層和襯底。

所述P型電極為僅由P電極焊盤構成或是由P電極焊盤和P金屬擴展電極構成，N型電極由N電極焊盤和N金屬擴展電極構成。

其中，所述N型層為N-GaN層，P型層為P-GaN層。

其中，所述絕緣層可以為SiO₂、Al₂O₃或SiN_xO_y等絕緣材料制成，其中x>0，0<y<2。

其中，所述透明導電層可以為ITO、ZnO、AZO、GZO等材料制成，透明導電層可開孔，也可不開孔，以增強電流的導通性能。

其中，所述正裝LED芯片還可以包括位于P型層和透明導電層之間的電流阻擋層，電流阻擋層可以為SiO₂、Al₂O₃等絕緣材料制成，電流阻擋層可開孔，也可不開孔。

其中，所述電流阻擋層在水平面上的投影不完全覆蓋P型電極的投影，以減少對P型電極的遮擋，增加發(fā)光面積。

本發(fā)明所提供的高亮正裝LED芯片，通過改進P型電極焊盤下的絕緣層、透明導電層、P-GaN層組成的結構，將N型電極的主要部分設置在絕緣層上，減少了刻蝕N型層臺面的面積，增加發(fā)光區(qū)面積；通過設置絕緣層而使得P型電極距離發(fā)光層更遠，且GaN層、透明導電層、絕緣層及空氣的折射率依次遞減，改變折射角，加上通過對電流阻擋層結構上的改進，進一步增大了發(fā)光區(qū)的有效面積，從而顯著增強了P型電極下的出光效果，因此，本發(fā)明提升了LED芯片的亮度，還增加了電極設計的多樣化，并因電極和絕緣層的粘附性比在GaN層和透明導電層上更好，降低了掉電極的風險，從而更加有利于市場推廣。

附圖說明

圖1為常規(guī)GaN基LED的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的結構示意圖。

圖中，1-襯底；2-N型層；3-發(fā)光層；4-P型層；5-透明導電層；6-絕緣層；7-P型電極；8-N型電極。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

如圖2所示，本發(fā)明所提供的高亮正裝LED芯片，包括襯底（1），形成于襯底（1）上的N型層（2），形成于N型層（2）上的發(fā)光層（3），形成于發(fā)光層（3）上的P型層（4），外延層的一側壁蝕刻至N型層（2）的臺面并制作有N型電極（8），P型層（4）表面形成有透明導電層（5）且透明導電層（5）表面制作有P型電極（7），透明導電層（5）可以為ITO透明導電層，絕緣層（6）形成于透明導電層（5）表面并自外延層側壁延伸至N型層（2）的表面，P型電極（7）和N型電極（8）至少有一個電極是部分制作在絕緣層（6）上；

在本實施例中，絕緣層（6）用SiO₂材料制成，絕緣層（6）經蝕刻露出部分透明導電層（5）和部分N型層（2），所述P型電極（7）由P電極焊盤和P金屬擴展電極構成，N型電極（8）由N電極焊盤和N金屬擴展電極構成，電極部分的制備采用如下方案：P電極焊盤設置在絕緣層（6）表面，與P電極焊盤連接的P金屬擴展電極延伸至透明導電層（5）上，N電極焊盤設置在絕緣層（6）表面，與N電極焊盤連接的N金屬擴展電極延伸至N型層上，N型焊盤和P型焊盤可不在同一高度。

作為進一步的方案，為了使得自P型電極（7）端導入的電流經透明導電層（5）均勻分布于LED結構的外延層，則本實施例還可以在透明導電層（5）下進一步設置電流阻擋層；

優(yōu)選地，由于在常規(guī)的GaN基LED結構設計中，電流阻擋層以及透明導電層在水平面上的投影通常會覆蓋與整個P型電極底部區(qū)域（電流阻擋層、透明導電層和P型電極的底部投影面積依次減?。?，由于P-GaN的電流橫向擴展性能差，加上電流阻擋層是不導電的，所以電流阻擋層的下方是很難將電流擴展過去，所以電流阻擋層下方不能算作發(fā)光的有效面積，因此，電流阻擋層的面積越大會相應減小有效的發(fā)光面積，本發(fā)明中則將電流阻擋層和透明導電層的結構設計為僅覆蓋P金屬擴展電極以及部分P電極焊盤的底部區(qū)域，這就減小了電流阻擋層的面積，并相應增加發(fā)光面積而提升了光效，同時由于本發(fā)明中將P 型電極的主要部分設置在絕緣層上，也能通過P 型電極、透明導電層以及電流阻擋層設計的多樣化來提高流入LED外延層中的電流均勻性。

作為進一步的方案，本實施例中的透明導電層（5）和電流阻擋層均可根據實際需要進行開孔，同時上述實施例中的外延層結構也可以進一步包括緩沖層、超晶格層等中間層。

相對于圖1所示的常規(guī)GaN基LED結構，本發(fā)明的P型電極（7）距離發(fā)光層（3）更遠，發(fā)光層（3）面積更大。由于本發(fā)明中將絕緣層（6）設置在P型電極（7）和透明電極之間，使得P型電極（7）距離發(fā)光層更遠，且GaN層、ITO透明導電層（5）、SiO₂絕緣層（6）及外部空氣的折射率呈遞減狀態(tài)，因而能更有利于P型電極（7）下光的出射，提升外量子效率，最終提升光效。同時，由于N型電極（8）的主要部分設置在絕緣層（6）上，減少了對外延層中P型層（4）、發(fā)光層（3）的蝕刻，增大了發(fā)光層（3）的面積，P型電極（7）的主要部分設置在絕緣層（6）上，同時通過改進電流阻擋層以及對P型電極（7）（P電極焊盤、P金屬擴展電極）的結構設計，在保障外延層中電流均勻性的同時也增加了有效發(fā)光面積，發(fā)光層（3）面積更大，相同電流下，可以降低電流密度，提升內量子效率，最終提升光效。

上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理和最佳實施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。