[发明专利]具有双反射层的氮化镓基倒装发光二极管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化镓基发光二极管，尤其是一种具有双反射层的氮化镓基倒装发光二极管及其制备方法。

背景技术

发光二极管具有体积小、亮度高、功耗小、寿命长等优点，随着功率型GaN基LED的光效不断提高，LED灯具替代传统照明光源是大势所趋，但高亮度LED生产成本较高、发光效率较低，因此高亮度LED仍难以大规模推广应用。

中国发明专利(公开号CN1622349A)所公开的倒装芯片发光二极管及其制造方法，倒装芯片型发光器件包括衬底、n型覆层、有源层、p型覆层、由掺杂了锑、氟、磷、砷中至少一种的氧化锡形成的欧姆接触层、以及由反射材料形成的反射层；该发明通过应用具有低表面电阻率和高载流子浓度的导电氧化物电极结构，提高了电流-电压特性和耐久性；但该发明采用单一金属膜作为出光反射层，金属膜仍然会吸收一部分光，而且绝缘介质膜作为阻挡层仍可能与反射金属膜或其它电极金属发生扩散效应，导致金属反射层的反射率降低。

发明内容

为解决上述发光二极管的所存在的问题，本发明旨在提供一种具有双反射层的氮化镓基倒装发光二极管及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有双反射层的氮化镓基倒装发光二极管的制备方法，其制作步骤如下：

1)在蓝宝石基板上依次生长GaN缓冲层、N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层；

2)形成透明导电层于P-GaN层上；

3)通过光罩、蚀刻，将透明导电层所在的部分台面蚀刻至暴露出N-GaN层；

4)形成N电极欧姆接触金属层于N-GaN层上；

5)形成布拉格反射层于透明导电层上；

6)形成开口结构于布拉格反射层中，使布拉格反射层呈网格状分布并暴露出透明导电层表面的一部分；

7)形成金属反射层设于分布布拉格反射层与透明导电层的表面暴露部分上，并填满上述开口结构；

8)形成P电极欧姆接触金属层于金属反射层上；

9)形成SiO₂钝化层覆盖于P电极欧姆接触金属层、暴露的N-GaN层及N电极欧姆接触金属层上；

10)通过光罩、蚀刻，在SiO₂钝化层上制作接触窗口；

11)取一散热基板，在散热基板上制作出共晶焊的金属导电层及金丝球焊点；

12)将步骤1)～10)形成的GaN基LED基片焊接到前一步骤的散热基板上；

13)将蓝宝石基板减薄、抛光并切割成独立的LED芯粒。

由上述工艺制得的具有双反射层的氮化镓基倒装发光二极管，其特征在于：在蓝宝石基板上依次生长GaN缓冲层、N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层；在P-GaN层上形成透明导电层；在N-GaN层上形成N电极欧姆接触金属层；网格状分布的布拉格反射层形成于透明导电层上；金属反射层形成于布拉格反射层与透明导电层的表面暴露部分上；金属反射层上形成P电极欧姆接触金属层；SiO₂钝化层覆盖于P电极欧姆接触金属层、暴露的N-GaN层及N电极欧姆接触金属层上，在SiO₂钝化层形成一接触窗口；SiO₂钝化层的接触窗口通过金属导电层及金丝球焊点与Si散热基板粘合。

本发明中，所述的透明导电层选自ITO、ZnO、In掺杂ZnO、Al掺杂ZnO、Ga掺杂ZnO或前述的任意组合之一；N电极欧姆接触金属层材料选自Ni/Au、Cr/Pt/Au、Ti/Al/Ti/Au或前述的任意组合之一；P电极欧姆接触金属层材料选自Ti/Au、Pt/Au、Ti/Al/Ti/Au或前述的任意组合之一；布拉格反射层由交替的高折射率和低折射率材料层组成，高折射率层材料选自TiO、TiO₂、Ti₃O₅、Ti₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂或前述的任意组合之一，低折射率层材料选自SiO₂、SiN_X、Al₂O₃或前述的任意组合之一；布拉格反射层的图案形状为矩形、圆形或多边形；金属反射层材料选自Al、Ag或前述的组合之一；金属导电层材料选自Al、Au、Ni或前述的任意组合之一；金丝球焊点材料为Au或Au的合金；GaN基LED基片与散热基板的焊接采用共晶键合或熔融键合。