[发明专利]N型导电导热超晶格DBR垂直式蓝光LED芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝光LED芯片及其制作方法，特别是涉及一种N型导电导热超晶格DBR垂直式蓝光LED芯片及其制作方法。

背景技术

目前，常见的蓝光LED芯片分为两种，即横向结构(Lateral)的蓝光LED芯片和垂直结构(Vertical)的蓝光LED芯片，其中，所述平面式蓝光LED其P、N电极在同一侧，P、N电极同侧势必需要蚀刻掉部分量子阱来制备N区，从而浪费了相当大的一部分发光面积，且P、N电极同侧具有电流分布不均匀，散热性差等诸多缺点，而电流分布不均匀进而影响到芯片的电压和亮度，散热性差会造成结温升高，内量子效率下降等问题，影响到芯片的光效。

而垂直式蓝光LED芯片其P、N电极分布在量子阱的两侧，因此不需要蚀刻量子阱，大大提高了芯片发光面积的利用率，电流垂直于芯片均匀分布，且垂直式LED芯片结构中各层都会尽量选用导热性良好的材料，因此垂直式LED芯片的散热性能良好，大大消除了热量积聚带来的结温升高，内量子效率下降。正因为这些独特的优点，垂直式LED芯片成为LED研究的热点。

目前常见的垂直式蓝光LED芯片的制作过程中，一般是在本领域技术人员熟知的蓝光发光外延层的表面上直接镀上反射性金属Ag或者Al，但是该种做法却具有以下缺点：1、Ag和Al很难与P-GaN形成欧姆接触至使LED芯片的电压很高；2、Ag和Al的反射率会随着温度的升高而急剧降低，当LED芯片内部热量积聚温度升高时，因为金属反射镜反射率的下降，致使芯片外量子效率降低，从而降低了LED芯片的亮度和发光效率；3、Ag、Al与GaN的粘附性很差，易于脱落，且Ag在高温下易发生团聚。

在垂直式蓝光LED芯片的制作过程中也有另一种做法，即镀上透明导电层(TCO)后，再于透明导电层上镀上高反射率金属Ag或者Al，但是，该种做法仍具有以下缺点：1、由于Ag和Al的反射率会随着温度的升高而急剧降低，当LED芯片内部热量积聚温度升高时，因为金属反射镜反射率的下降，致使芯片外量子效率降低，从而降低了LED芯片的亮度和发光效率；2、Ag和Al与TCO薄膜的粘附性很差，易脱落，且Ag在高温下会发生团聚。

为此，针对如何解决垂直式LED芯片P-GaN的欧姆接触、反射镜粘附性不好和高温下反射镜反射率下降的问题，当前也有部分学者参照红光LED和黄光LED中使用金属有机化合物化学气相淀积法(MOCVD，Metal-organic Chemical Vapor Deposition)生长导电DBR的经验，尝试在蓝光发光外延层的表面上使用MOCVD生长导电DBR，可是因为使用MOCVD生长在蓝、绿光波段内拥有高透过率高导电导热性薄膜构成的导电DBR时的生长温度比量子阱中的垒和阱的生长温度高出很多，直接导致量子阱性能衰退和芯片波长出现非常巨大的漂移，并且蓝光发光外延层的表面是P型掺杂，为了与P-GaN之间形成良好的欧姆接触，一般选用MOCVD在蓝光发光外延层的表面生长P型导电DBR，但是III-V族化合物半导体普遍存在P型掺杂的困难，且P型III-V族化合物半导体的载流子浓度不高，从而导致电阻率过大，用此P型导电DBR制成的垂直式蓝光LED芯片存在电压过高的问题。

因此，如何降低导电DBR的制备温度和降低使用导电DBR作为P电极的蓝光LED芯片的电压，进而制备出低电压，高轴向输出垂直式蓝光LED芯片，已经成为本领域的从业者亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种N型导电导热超晶格DBR垂直式蓝光LED芯片及其制作方法，以解决现有技术中的上述垂直式LED芯片P-GaN的欧姆接触、反射镜粘附性弱、高温下反射镜的反射率下降、导电DBR的制备温度过高和使用导电DBR作为P电极的蓝光LED芯片电压过高等问题。