[發(fā)明專利]側(cè)面具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發(fā)光二極管及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010200860.1
• 申請(qǐng)日: 2010-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN101872824A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭建森;林素慧;何安和;林科闖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/46
• 分類號(hào): H01L33/46;H01L33/40
• 代理公司: 廈門原創(chuàng)專利事務(wù)所 35101
• 代理人: 徐東峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮化鎵基發(fā)光二極管，特別是一種側(cè)面具有雙反射層氮化鎵基倒裝發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著功率型GaN基LED的效率不斷提升，GaN基LED半導(dǎo)體燈替代現(xiàn)有的照明光源勢(shì)不可擋；但受發(fā)光效率和生產(chǎn)成本的限制，半導(dǎo)體照明要普及推廣應(yīng)用仍然有較大困難；目前改善LED發(fā)光效率的方法主要有采用圖形基板、透明基板、分布布拉格反射層(英文為Distributed?Bragg?Reflector，簡(jiǎn)稱DBR)結(jié)構(gòu)、表面微結(jié)構(gòu)、倒裝芯片、芯片鍵合、激光剝離技術(shù)等。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00410095820.X的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種倒裝芯片型發(fā)光器件及其制造方法，其倒裝芯片型發(fā)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，通過(guò)應(yīng)用具有低表面電阻率和高載流子濃度的導(dǎo)電氧化物電極結(jié)構(gòu)，提高了電流-電壓特性和耐久性；但該發(fā)明采用單一金屬層作為出光反射層，金屬膜仍然會(huì)吸收一部分光，限制光的出射，而且單一金屬反射層只分布在芯片底面，側(cè)面并無(wú)分布，所以反射層的光線反射率有限。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種側(cè)面兼具分布布拉格反射層和金屬反射層的雙反射層氮化鎵基倒裝發(fā)光二極管及其制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：側(cè)面具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發(fā)光二極管，包括：

一藍(lán)寶石基板；

緩沖層、N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層依次層疊形成于藍(lán)寶石基板上；

透明導(dǎo)電層形成于P-GaN層上；

分布布拉格反射層覆蓋于外延層和透明導(dǎo)電層的側(cè)面；

Al/Ag合金金屬反射層形成于分布布拉格反射層上；

Ti/Au合金制成的P電極歐姆接觸金屬層形成于Al/Ag合金金屬反射層上；

由Ni/Au合金制成的N電極歐姆接觸金屬層形成于暴露的N-GaN層上；

P電極歐姆接觸金屬層和N電極歐姆接觸金屬層通過(guò)Ni/Au合金金屬導(dǎo)電層及Au金絲球焊點(diǎn)與Si散熱基板粘合。

上述側(cè)面具有雙反射層的氮化鎵基倒裝發(fā)光二極管的制備方法，其工藝步驟是：

1)在一藍(lán)寶石基板上依次生長(zhǎng)緩沖層、外延層，其中外延層包括N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層；

2)在P-GaN層上形成一透明導(dǎo)電層；

3)通過(guò)光罩、蝕刻，將透明導(dǎo)電層所在的部分臺(tái)面蝕刻至暴露出N-GaN層；

4)通過(guò)切割，使外延層和透明導(dǎo)電層的側(cè)面成傾斜狀；

5)在上述外延層和透明導(dǎo)電層的側(cè)面形成與其覆蓋分布布拉格反射層，分布布拉格反射層由交替的高折射率層和低折射層層疊構(gòu)成；

6)在分布布拉格反射層上形成金屬反射層；

7)在透明導(dǎo)電層上形成P電極歐姆接觸金屬層；

8)在上述暴露出的N-GaN層上形成N電極歐姆接觸金屬層；至此完成GaN基LED基片的制作；

9)提供一散熱基板，并在其上制作出共晶焊的金屬導(dǎo)電層及金絲球焊點(diǎn)；

10)將前述的GaN基LED基片焊接到散熱基板上；

11)將藍(lán)寶石基板減薄、拋光并切割成獨(dú)立的LED芯粒。

本發(fā)明中，透明導(dǎo)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；分布布拉格反射層的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；分布布拉格反射層的低折射率層材料選自SiO₂、SiN_X、Al₂O₃或前述的任意組合之一；金屬反射層材料選自Al、Ag或前述的任意組合之一；金屬導(dǎo)電層材料選自Al、Au、Ni或前述的任意組合之一；金絲球焊點(diǎn)材料為Au或Au的合金；GaN基LED基片與散熱基板焊接方式采用共晶鍵合或熔融鍵合。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在LED芯片的傾斜側(cè)面設(shè)置分布布拉格反射層與金屬反射層相結(jié)合的雙重反射結(jié)構(gòu)，可以充分發(fā)揮反射層的優(yōu)異反射性，有效地提高發(fā)光二極管的出光效率。