[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

说明书

本发明公开了一种具有嵌入式散射层的倒装发光二极管，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；p型掺杂氮化物材料层上沉积有透明导电层；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层刻蚀有三维n型通孔阵列连通的空气间隙结构；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。本发明在蓝宝石衬底上形成空气间隙结构阵列组成嵌入式光散射层，使光子发生散射，增加了光子逸出概率，提高了LED出光效率。

技术领域

本发明涉及半导体发光二极管技术领域，具体地说，本发明涉及一种具有嵌入式散射层的倒装发光二极管及其制备方法。

背景技术

现有技术中，倒装结构LED芯片贴合在导热性好的基板上，电极方向朝下，将热量传递至基板上，散热效果得到很大的改善，并且将射向底部的光向上反射，光从透射率高的蓝宝石衬底出射，出光效率得到提高。但是，有源区发出的光会在底部反射层和蓝宝石衬底的空腔之间反复多次反射消耗掉，使得光子逸出概率低，LED出光效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有嵌入式散射层的倒装发光二极管及其制备方法，以达到增加光子逸出概率，提高LED出光效率的效果。

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案为：一种具有嵌入式散射层的倒装发光二极管，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层刻蚀有三维n型通孔阵列连通的空气间隙结构；

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。

进一步地，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。

进一步地，所述的底部反射层包括DBR反射镜和全内反射镜。

更进一步地，所述的全内反射镜为SiO₂全内反射镜。

更进一步地，所述的第一电极层为Cr/Pt/Au金属堆栈层。

一种倒装发光二极管的制备方法，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。