一種led倒裝芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種LED倒裝芯片，包括藍(lán)寶石襯底、LED外延片和依次設(shè)置在藍(lán)寶石襯底上的n型GaN層、量子阱有源區(qū)、p型GaN層和金屬反射層，刻蝕所述n型GaN層以形成n型GaN層裸露區(qū)域，在所述的p型GaN層與金屬反射層之間依次設(shè)有透明導(dǎo)電層和介質(zhì)反射層；所述介質(zhì)反射層上設(shè)有通孔，所述金屬反射層通過該通孔延伸至與透明導(dǎo)電層相連接；在n型GaN裸露層和金屬反射層上分別設(shè)有n和p電極。本實(shí)用新型通過加入透明導(dǎo)電層和多層介質(zhì)反射層，解決了單一金屬反射層高反射率和低電阻率之間的矛盾，本器件具有出光率高、開啟電壓低的優(yōu)點(diǎn)，具有更好的可靠性，更加適合于倒裝LED領(lǐng)域的運(yùn)用。
【專利說明】—種LED倒裝芯片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光電子發(fā)光器件制造領(lǐng)域，具體涉及一種LED倒裝芯片。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著以GaN(氮化鎵)材料P型摻雜的突破為起點(diǎn)的第三代半導(dǎo)體材料的興起，伴隨著以III族氮化物為基礎(chǔ)的高亮度發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，LED)的技術(shù)突破，用于新一代綠色環(huán)保固體照明光源的氮化物L(fēng)ED正在成為新的研究熱點(diǎn)。目前，LED應(yīng)用的不斷升級以及市場對于LED的需求，使得LED正朝著大功率和高亮度的方向發(fā)展。其中研究熱點(diǎn)之一是LED倒裝芯片技術(shù)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，同正裝芯片一致，在襯底I上依次設(shè)有η型GaN層2、量子阱有源區(qū)3、ρ型GaN層4，而與正裝芯片不同的是，P型GaN上不再是透明導(dǎo)電層，而是一層金屬反射層5。金屬反射層的材料可以是銀或者鋁這些較高反射率的金屬材料。反射層5、ρ型GaN層4、量子阱有源區(qū)3及η型GaN層2的部分被刻蝕，形成η型GaN層裸露區(qū)域，在η型GaN裸露層和金屬反射層上分別設(shè)有η和ρ電極，使用時(shí)將芯片倒置，通過η、P電極與線路板焊接，而光從襯底I取出。
[0003]在此種倒裝芯片結(jié)構(gòu)中，金屬反射層5既是光反射層，也是P型GaN接觸層。它要求反射率要高，同時(shí)P型接觸電阻要小。在制作過程中，為實(shí)現(xiàn)良好的P型歐姆接觸，金屬反射層通常在400至600攝氏度下高溫合金。在高溫下，金屬層，尤其是金屬銀，易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致反射率由合金前的90%下降至合金后的40-60%，倒裝芯片的亮度因而大幅下降。另一方面，金屬在較低溫度(如200-400攝氏度下)合金，反射率能保持在80%以上，然而與ρ型GaN的接觸電阻會升高，導(dǎo)致芯片開啟電壓上升。因此高反射率和低接觸電阻形成金屬合金難以兩全的一對矛盾體。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種能夠有效解決金屬反射層的高反射率和低接觸電阻之間矛盾的LED倒裝芯片。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0006]一種LED倒裝芯片，包括藍(lán)寶石襯底1、LED外延片和依次設(shè)置在藍(lán)寶石襯底I上的η型GaN層2、量子阱有源區(qū)3、ρ型GaN層4和金屬反射層5，刻蝕所述η型GaN層2以形成η型GaN層裸露區(qū)域，在所述的ρ型GaN層4與金屬反射層5之間依次設(shè)有透明導(dǎo)電層6和介質(zhì)反射層7 ;所述介質(zhì)反射層7上設(shè)有通孔，所述金屬反射層5通過該通孔延伸至與透明導(dǎo)電層6相連接；在η型GaN裸露層和金屬反射層5上分別設(shè)有η和ρ電極。
[0007]作為優(yōu)選，所述透明導(dǎo)電層6的材料為氧化銦錫ITO或者氧化鋅。
[0008]作為優(yōu)選，所述介質(zhì)反射層7可以是二氧化硅、氧化鈦和氧化鋁的多層組合結(jié)構(gòu)，層數(shù)不少于兩層。
[0009]作為優(yōu)選，所述介質(zhì)反射層7的通孔均勻分布。
[0010]作為優(yōu)選，所述刻蝕為干法刻蝕。
[0011]作為優(yōu)選，所述LED外延片可以是藍(lán)光、綠光、紫外或紅光外延片。
[0012]作為優(yōu)選，所述金屬反射層5的材料可以是銀或者鋁。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有倒裝芯片技術(shù)相比，透明導(dǎo)電層與ρ型GaN層易形成優(yōu)質(zhì)歐姆接觸，其接觸電阻小，開啟電壓低，而且透明導(dǎo)電層為氧化物材料，其接觸的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于金屬反射層與P型GaN層的接觸。同時(shí)，透明導(dǎo)電層的光透過率可達(dá)到95%以上，其上方的介質(zhì)反射層為多層結(jié)構(gòu)，其光反射率可達(dá)到98%以上。不過由于介質(zhì)反射層本身不導(dǎo)電，必須通過通孔讓金屬與透明導(dǎo)電層連接，此時(shí)金屬層無需像傳統(tǒng)倒裝結(jié)構(gòu)一樣為實(shí)現(xiàn)歐姆接觸在高溫下合金，只需在較低溫度下合金，可避免金屬團(tuán)聚，形成較佳的表面形貌。
[0015]本實(shí)用新型通過加入透明導(dǎo)電層和多層介質(zhì)反射層，解決了單一金屬層高反射率和低電阻率之間的矛盾，本器件具有出光率高、開啟電壓低的優(yōu)點(diǎn)，具有更好的可靠性，更加適合于倒裝LED領(lǐng)域的運(yùn)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是已知技術(shù)中普通倒裝芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的LED倒裝芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中標(biāo)記:1-藍(lán)寶石襯底，2-n型GaN層，3-量子阱有源區(qū)，4_p型GaN層，5_金屬反射層，6-透明導(dǎo)電層，7-介質(zhì)反射層。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]如圖2所示，一種LED倒裝芯片，包括藍(lán)寶石襯底1、LED外延片和依次設(shè)置在藍(lán)寶石襯底I上的η型GaN層2、量子阱有源區(qū)3、ρ型GaN層4和金屬反射層5，通過干法刻蝕η型GaN層2以形成η型GaN層裸露區(qū)域。在所述的ρ型GaN層4與金屬反射層5之間依次設(shè)有透明導(dǎo)電層6和介質(zhì)反射層7，對透明導(dǎo)電層6進(jìn)行光刻和刻蝕使之覆蓋P型GaN層4，之后通過合金使透明導(dǎo)電層6與ρ型GaN層4形成歐姆接觸。
[0022]所述透明導(dǎo)電層6的材料為氧化銦錫ITO或者氧化鋅；所述介質(zhì)反射層7可以是二氧化硅、氧化鈦和氧化鋁的不少于兩層的組合結(jié)構(gòu)，通過光刻和刻蝕在介質(zhì)反射層7內(nèi)形成深度從該層延伸至透明導(dǎo)電層6的通孔，所述通孔均勻分布在介質(zhì)反射層7上；所述金屬反射層5通過該通孔延伸至與透明導(dǎo)電層6相連接。
[0023]所述LED外延片可以是藍(lán)光、綠光、紫外或紅光外延片；所述金屬反射層5的材料可以是銀或者鋁。最后，在η型GaN裸露層和金屬反射層5上分別制作η和ρ電極。
[0024]本實(shí)用新型通過加入透明導(dǎo)電層和多層介質(zhì)反射層，解決了單一金屬層高反射率和低電阻率之間的矛盾，本器件具有出光率高、開啟電壓低的優(yōu)點(diǎn)，具有更好的可靠性，更加適合于倒裝LED領(lǐng)域的運(yùn)用。
[0025]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED倒裝芯片，包括藍(lán)寶石襯底(I)、LED外延片和依次設(shè)置在藍(lán)寶石襯底(I)上的η型GaN層(2)、量子阱有源區(qū)(3)、P型GaN層(4)和金屬反射層(5)，刻蝕所述η型GaN層(2)以形成η型GaN層裸露區(qū)域，其特征在于，在所述的P型GaN層(4)與金屬反射層(5)之間依次設(shè)有透明導(dǎo)電層(6)和介質(zhì)反射層(7);所述介質(zhì)反射層(7)上設(shè)有通孔，所述金屬反射層(5)通過該通孔延伸至與透明導(dǎo)電層(6)相連接；在η型GaN裸露層和金屬反射層(5)上分別設(shè)有η和P電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED倒裝芯片，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層(6)的材料為氧化銦錫ITO或者氧化鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED倒裝芯片，其特征在于，所述介質(zhì)反射層(7)可以是二氧化硅、氧化鈦和氧化鋁的多層組合結(jié)構(gòu)，層數(shù)不少于兩層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED倒裝芯片，其特征在于，所述介質(zhì)反射層(7)的通孔均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED倒裝芯片，其特征在于，所述刻蝕為干法刻蝕。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED倒裝芯片，其特征在于，所述LED外延片可以是藍(lán)光、綠光、紫外或紅光外延片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED倒裝芯片，其特征在于，所述金屬反射層(5)的材料可以是銀或者鋁。
【文檔編號】H01L33/42GK204011468SQ201420319070
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】華斌 申請人:江蘇漢萊科技有限公司