[發明專利]具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發光二極管及其制備方法

無效

• 申請號: 201010180143.7
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN101859861A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 林素慧;何安和;彭康偉;林科闖;鄭建森
• 申請（專利權）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/44
• 分類號: H01L33/44;H01L33/46
• 代理公司: 廈門原創專利事務所 35101
• 代理人: 徐東峰

技術領域

本發明涉及氮化鎵基發光二極管，尤其是一種具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發光二極管及其制備方法。

背景技術

發光二極管具有體積小、亮度高、功耗小、壽命長等優點，隨著功率型GaN基LED的光效不斷提高，LED燈具替代傳統照明光源是大勢所趨，但高亮度LED生產成本較高、發光效率較低，因此高亮度LED仍難以大規模推廣應用。

中國發明專利(公開號CN1622349A)所公開的倒裝芯片發光二極管及其制造方法，倒裝芯片型發光器件包括襯底、n型覆層、有源層、p型覆層、由摻雜了銻、氟、磷、砷中至少一種的氧化錫形成的歐姆接觸層、以及由反射材料形成的反射層；該發明通過應用具有低表面電阻率和高載流子濃度的導電氧化物電極結構，提高了電流-電壓特性和耐久性；但該發明采用單一金屬膜作為出光反射層，金屬膜仍然會吸收一部分光，而且絕緣介質膜作為阻擋層仍可能與反射金屬膜或其它電極金屬發生擴散效應，導致金屬反射層的反射率降低。

發明內容

為解決上述發光二極管的所存在的問題，本發明旨在提供一種具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發光二極管及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發光二極管的制備方法，其制作步驟如下：

1)在藍寶石基板上依次生長GaN緩沖層、N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層；

2)形成透明導電層于P-GaN層上；

3)通過光罩、蝕刻，將透明導電層所在的部分臺面蝕刻至暴露出N-GaN層；

4)形成N電極歐姆接觸金屬層于N-GaN層上；

5)形成布拉格反射層于透明導電層上；

6)形成開口結構于布拉格反射層中，使布拉格反射層呈網格狀分布并暴露出透明導電層表面的一部分；

7)形成金屬反射層設于分布布拉格反射層與透明導電層的表面暴露部分上，并填滿上述開口結構；

8)形成P電極歐姆接觸金屬層于金屬反射層上；

9)形成SiO₂鈍化層覆蓋于P電極歐姆接觸金屬層、暴露的N-GaN層及N電極歐姆接觸金屬層上；

10)通過光罩、蝕刻，在SiO₂鈍化層上制作接觸窗口；

11)取一散熱基板，在散熱基板上制作出共晶焊的金屬導電層及金絲球焊點；

12)將步驟1)～10)形成的GaN基LED基片焊接到前一步驟的散熱基板上；

13)將藍寶石基板減薄、拋光并切割成獨立的LED芯粒。

由上述工藝制得的具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發光二極管，其特征在于：在藍寶石基板上依次生長GaN緩沖層、N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層；在P-GaN層上形成透明導電層；在N-GaN層上形成N電極歐姆接觸金屬層；網格狀分布的布拉格反射層形成于透明導電層上；金屬反射層形成于布拉格反射層與透明導電層的表面暴露部分上；金屬反射層上形成P電極歐姆接觸金屬層；SiO₂鈍化層覆蓋于P電極歐姆接觸金屬層、暴露的N-GaN層及N電極歐姆接觸金屬層上，在SiO₂鈍化層形成一接觸窗口；SiO₂鈍化層的接觸窗口通過金屬導電層及金絲球焊點與Si散熱基板粘合。

本發明中，所述的透明導電層選自ITO、ZnO、In摻雜ZnO、Al摻雜ZnO、Ga摻雜ZnO或前述的任意組合之一；N電極歐姆接觸金屬層材料選自Ni/Au、Cr/Pt/Au、Ti/Al/Ti/Au或前述的任意組合之一；P電極歐姆接觸金屬層材料選自Ti/Au、Pt/Au、Ti/Al/Ti/Au或前述的任意組合之一；布拉格反射層由交替的高折射率和低折射率材料層組成，高折射率層材料選自TiO、TiO₂、Ti₃O₅、Ti₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂或前述的任意組合之一，低折射率層材料選自SiO₂、SiN_X、Al₂O₃或前述的任意組合之一；布拉格反射層的圖案形狀為矩形、圓形或多邊形；金屬反射層材料選自Al、Ag或前述的組合之一；金屬導電層材料選自Al、Au、Ni或前述的任意組合之一；金絲球焊點材料為Au或Au的合金；GaN基LED基片與散熱基板的焊接采用共晶鍵合或熔融鍵合。