[发明专利]一种倒装发光二极管

说明书

本发明公开一种倒装发光二极管，其结构自下而上包含：正、负焊接电极、DBR、第一透明介电层、第二透明介电层、第一导电类型半导体层、发光层、第二导电类型半导体层，其特征在于，第一透明介电层为低折射率n₁材料，厚度为大于λ/2n₁的任意厚度，其中λ为发光层的发光波长；第二透明介电层为高折射率n₂材料，其中n2大于n1，厚度为λ/4n₂或其奇数倍。本发明可提高DBR反射率，提升倒装发光二极管的发光亮度，同时可提升制程稳定性。

技术领域

本发明涉及一种倒装发光二极管，属于半导体光电子器件与技术领域。

背景技术

现有倒装发光二极管通常首先采用PECVD（Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学的气相沉积法）沉积技术在半导体外延结构的表面上形成一定厚度的绝缘层，然后采用电子束蒸镀或磁控溅射镀膜技术在绝缘层上形成具有高、低折射率的介质层作为DBR结构。传统的电子束蒸镀、磁控溅射镀膜容易在台阶转角处产生缝隙，PECVD沉积技术具有很好的台阶覆盖能力，可以保证发光半导体由绝缘层全面包裹，防止封装过程中锡膏接触半导体材料造成短路，然而PECVD生长常用材料一般为SiO₂（其折射率1.45）和SiNx（其折射率1.96），这两种材料的折射率差较小，形成的DBR反射率较低且反射波段较窄，难以形成理想的DBR结构，因此通过两步沉积法可以兼顾对台阶的良好覆盖及DBR结构的高反射率。

在上述工艺中，由于PECVD形成的膜层必须具有一定厚度，这导致其成膜厚度误差可能大于λ/4n，从而造成倒装发光二极管结构的反射率的大幅波动，如附图4所示，当PECVD形成的较厚的膜层（第一透明介电层）厚度分别为1.9μm、2.0μm时，对应发光波长620nm处的反射率将发生接近10%的差距。

倒装发光二极管还存在着另一个问题，由于焊接电极形成于发光二极管两端，中间留有较大的间隔，这使得倒装发光二极管部分区域形成于焊接电极之上，部分则直接面对空气，空气和焊接电极这两种界面，对DBR的设计提出不同要求，形成矛盾，难以同时兼顾两种界面的反射率，如附图6所示，当按照面对空气的要求设计DBR，即与空气接触的一层要求为相对高折射率材料时，焊接电极区域的反射谱在620nm附近有一个大的低谷。

发明内容

为解决上述的至少一个问题，本发明提供一种倒装发光二极管。所述倒装发光二极管结构自下而上包含：正、负焊接电极、DBR、第一透明介电层、第二透明介电层、第一导电类型半导体层、发光层、第二导电类型半导体层，其特征在于：第一透明介电层为低折射率n₁材料，厚度为大于λ/2n₁的任意厚度，其中λ为发光层的发光波长，第二透明介电层的折射率为n₂，其中n2大于n1，厚度为 λ/4n₂或其奇数倍。

优选地，所述第一导电类型半导体层、发光层被部分蚀刻，露出所述第二导电类型半导体层。

优选地，所述第一透明介电层、第二透明介电层完全包裹上述第一导电类型半导体层，发光层和第二导电类型半导体层，包括因蚀刻露出的第一导电类型半导体层及发光层的侧壁。

优选地，所述第一透明介电层材料为SiO₂或者SiNxOy。

优选地，所述第二透明介电层材料的折射率低于第一导电类型半导体层。

优选地，所述第二透明介电层材料为SiNx、TiO₂或者Ta₂O₅。

优选地，所述第一透明介电层和第二透明介电层的致密性比DBR的致密性高。

优选地，所述第一透明介电层和第二透明介电层为PECVD工艺方法获得，所述DBR为电子束蒸镀或磁控溅射工艺方法获得。