[发明专利]一种具有嵌入式散射层的倒装发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种具有嵌入式散射层的倒装发光二极管，其特征在于，包括蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上依次生长有u-GaN层，n型掺杂氮化物材料层，重掺杂n型掺杂氮化物材料层，发光层和p型掺杂氮化物材料层；所述的p型掺杂氮化物材料层上沉积有透明导电层；所述的透明导电层、p型掺杂氮化物材料层、发光层和重掺杂n型掺杂氮化物材料层刻蚀有直达p型掺杂氮化物材料层的三维n型通孔阵列；并在重掺杂n型掺杂氮化物材料层刻蚀有三维n型通孔阵列连通的空气间隙结构；发光层发射的光子在空气间隙结构处经历了反射和重定向；

透明导电层上和三维n型通孔阵列中沉积有底部反射层，底部反射层上设有电极。

2.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的电极包括第一电极层和第二电极层，第一电极层包括第一n电极和第一p电极，第二电极层包括第二p电极和第二n电极；其中，

底部反射层上刻蚀有与透明导电层接触的p型接触孔和与n型掺杂氮化物材料层接触的n型接触孔；第一电极层沉积在所述的p型接触孔中和n型接触孔中，从而与所述的p型接触孔中和n型接触孔中分别形成第一p电极和第一n电极；第一电极层上开有用于分开第一p电极和第一n电极的隔离槽；第一电极层上沉积有钝化层，钝化层上分别设有与第一p电极和第一n电极连通的所述的第二p电极层和第二n电极层。

3.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的底部反射层包括DBR反射镜和全内反射镜。

4.根据权利要求3所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的全内反射镜为SiO₂全内反射镜。

5.根据权利要求2所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的第一电极层为Cr/Pt/Au金属堆栈层。

6.一种权利要求2所述的倒装发光二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供蓝宝石衬底；

S2、在所述的蓝宝石衬底上依次生长u-GaN层、n型掺杂氮化物材料层、重掺杂n型掺杂氮化物材料层、发光层和p型掺杂氮化物材料层；

S3、在所述的p型掺杂氮化物材料层上沉积透明导电层；

S4、对所述的p型掺杂氮化物材料层、发光层和重掺杂n型掺杂氮化物材料层进行刻蚀，形成直达n型掺杂氮化物材料层的三维n型通孔阵列；

S5、在所述的重掺杂n型掺杂氮化物材料层中形成与三维n型通孔阵列连通的空气间隙结构；

S6、在所述的透明导电层上和三维n型通孔阵列中沉积底部反射层；

S7、在所述的底部反射层上设置电极。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的S7具体包括：

S7.1、在透明导电层上沉积底部反射层，底部反射层包括DBR反射镜和SiO₂全内反射镜，对底部反射层进行刻蚀，去除n型接触孔中的DBR反射镜，暴露出p型接触孔；

S7.2、在p型接触孔、n型接触孔和DBR反射镜上沉积金属层，去除部分金属层形成隔离槽；

S7.3、在第一电极层上沉积SiO₂绝缘层，并在SiO₂绝缘层上腐蚀形成n电极互连孔与p电极互连孔；

S7.4、蒸镀金属，形成金属层来填充n电极互连孔与p电极互连孔，在SiO₂绝缘层上形成第二电极层，并将第二电极层分隔为第二n电极和第二p电极，第一p电极和第二p电极通过p电极互连孔相连通，第一n电极和第二n电极则通过n电极互连孔相连通。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的透明导电层在沉积后进行热退火处理。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述的透明导电层采用ITO。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的透明导电层厚度为30nm，所述热退火的温度为540℃，退火时间为20分钟。