CN105047774A - 一种复合反射层及半导体发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合反射层及半导体发光器件，由透明导电层、绝缘反射层堆及金属反射层组成；其中透明导电层与金属反射层通过刻蚀形成的通孔实现互连；绝缘反射层堆形成在透明导电层上面，绝缘反射层堆需要具有高的反射率；在绝缘反射层堆和所述刻蚀形成的通孔上面形成金属反射层，金属反射层与绝缘反射层堆一起起到反射光线的作用。本发明解决了现有技术中金属反射层反射率下降以及效率不高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体发光器件制造技术，特别是涉及一种具有垂直结构的半导体发光器件。
背景技术
半导体发光器件作为重要的固态半导体器件，可以将电能有效地转化成各种颜色的光以输出，而且作为固态半导体器件，不需考虑器件烧毁的问题，另外具有优良的驱动特征，例如抗干扰以及重复开关更加耐久。半导体发光器件，如发光二极管(LED)和激光二极管(LD)，已经被广泛应用于各种光源。特别是近些年，发光二极管作为取代白炽灯及节能灯的下一代光源越来越引起重视，其具有更长寿命，更低能耗等有优势。就发光二极管技术发展而言，目前最重要的课题是如何提高发光二极管的亮度以及提升效率。
发光二极管从器件结构上可以分为传统水平结构，倒装结构和垂直结构，对于传统水平结构器件，部分区域被P/N电极覆盖，从而减少了出光面积降低了光提取效率，而且在较高电流密度注入时会产生电流拥挤现象。比较而言，垂直结构发光二极管有诸多优势。P/N电极位于器件两侧，这种电极排布增加了出光面积，降低了电流拥挤效应，另外垂直结构器件可以用导电衬底为基板，进而有利于器件工作时代热量传导和电流扩展。
目前典型的垂直结构发光二极管如图1，外延层堆10包括N型外延层10a，P型外延层10c，以及中间夹层多量子阱层10b。通常是在P型外延层10c表面直接形成多层膜堆，包括P型欧姆接触层21、金属反射层22和金属阻挡层31，其中P型欧姆接触层21用与P型外延层10c形成良好欧姆接触，而且可以增强多层膜堆的粘附性，可以是镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、钛(Ti)等金属，金属反射层22将从量子阱发出的光反射到N型外延层10a表面并射出，通常是具有较高反射率的金属，如铝(Al)、银(Ag)等金属或者其合金，另外和金属阻挡层31覆盖在金属反射层22上面用于防止金属扩散，保护金属阻挡层31，而且有利于电流扩展，通常所用材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)等单层或多层金属。然而此种反射层结构设计一些问题，首先发光二极管的光提取效率直接取决于金属反射层22的反射率，而一般情况下金属反射层22在长时间或大电流工作下由于金属扩散或化学反应出现反射率下降的情况，直接影响了器件的外量子效率，另外金属反射层22的反射率直接受金属反射率的制约，而且P型欧姆接触层21(即使使用退火工艺后)介于P型欧姆接触层21和金属反射层22之间，会直接影响整个器件的反射率，进而降低了发光二极管的性能。
US专利文件US6,459,100，6,933,160，7,250,638，7,928,465，8,143,640等。参考文件只是对发光二极管以及垂直结构发光二极管现有技术的描述，没有解决现有技术中金属反射层反射率下降以及效率不高的问题。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种复合反射层及半导体发光器件和制造方法，以解决现有技术中金属反射层反射率下降以及效率不高的问题。
本发明技术解决方案：一种复合反射层，由透明导电层、绝缘反射层堆及金属反射层组成；其中透明导电层与金属反射层通过刻蚀形成的通孔实现互连；绝缘反射层堆形成在透明导电层上面，绝缘反射层堆需要具有高的反射率；在绝缘反射层堆和所述刻蚀形成的通孔上面形成金属反射层，金属反射层与绝缘反射层堆一起起到反射光线的作用。
在所述透明导电层与金属反射层的连接部分引入导电层，直接形成在透明导电层上面并且图形化，便于透明导电层与金属反射层实现互连，导电层起到辅助透明导电层做电流导通的作用，还可以在与透明导电层连接的介面形成良好的光线反射镜。
所述导电层由两部分组成，第一辅助反射层和第一辅助导电层，其中第一辅助反射层的材料由反射率较高的金属组成，所述金属包括铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)金属；为增加与其他材料的附着力，还可以在表面加入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)金属；第一辅助导电层起到电流扩展到作用，材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铬(Cr)单层或多层金属。
所述导电层的侧壁是垂直，或具有45°～75°的角度。
所述透明导电层的材料为锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)；或由锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)的氧化物形成，包括氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)。
所述透明导电层的材料由氧化铟锡(ITO)组成。
所述透明导电层的厚度为10到500nm，并且厚度是λ/4的整数倍，λ为多量子阱层的发光波长。
所述绝缘反射层堆为布拉格反射结构(DBR)，由两种材料交替形成，交替周期对数为3到30对；所述绝缘反射层堆的材料为氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)。
所述绝缘反射层堆由的材料由氧化硅(SiO2)和氧化钛(TiOx)交替而成。
所述绝缘反射层堆的单层膜的厚度为0.02～1μm。
所述金属反射层包括第二辅助反射层和第二辅助导电层；其中第二辅助反射层的材料由反射率较高的金属组成，所述金属包括铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)金属，为增加与其他材料的附着力，还可以在表面加入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)金属；所述第一辅助导电层起到电流扩展以及防止扩散的作用，材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、铂(Pt)、铬(Cr)，铜(Cu)单层或多层金属。
一种具有复合反射层的垂直结构发光二极管，所述发光二极管外延层堆包括N型外延层，P型外延层及中间夹层多量子阱层；在发光二极管外延层堆上面覆盖权利要求1或2所述的复合反射层将多量子阱层发出的光反射到N型外延层表面并射出；透明导电层直接形成在发光二极管外延层堆上，起到电流传导的作用；透明导电层与P型外延层形成良好的欧姆接触以降低接触电阻。
所述外延层堆的侧壁是垂直的，也可以形成45°～75°角度。
所述N型外延层的表面是粗糙的，可以是规则的粗糙表面有规律的图形，也可以是不规则的表面，N型外延层的表面形貌是不规则的六棱锥。
在发光二极管外延层堆的表面上和复合反射层之间还可以形成图形化的电流阻挡层，其目的是在电流集中的区域和电极可能挡光的区域使得电流分散，进而提升器件效率的目的。
所述图形化的电流阻挡层由P电极电流阻挡层和N电极电流阻挡层，其中P电极电流阻挡层与通孔图形相同或有差异，P电极电流阻挡层比通孔图形略大；N电极电流阻挡层可以与N电极图形相同或有差异，N电极电流阻挡层比N电极图形略大。
所述电流阻挡层的材料由氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)单层或多层膜堆组成；所述电流阻挡层221的厚度为0.01～1μm。
在N型外延层表面形成图形化的N电极和保护层，N电极在与N型外延层接触的介面有较高的反射率，N电极的材料是钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)、金(Au)、钨钛合金(TiW)单层或多层金属，在N电极与N型外延层接触的介面是粗糙的，也可以是不粗糙的；保护层在N型外延层210a表面没有N电极图形的区域形成，保护层的材料是氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)，起到保护器件免于机械冲击或者化学破坏的目的。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)使用现有金属反射层(一般主要材料是银)的反射率不会超过95％，而使用复合反射层的反射率可以超过97％，可以提高器件的光取出效率。
(2)现有技术中金属反射层由于材料本身的原因在器件长时间使用时由于氧化或扩散等原因导致反射率下降，进而影响器件的寿命，本发明采用的复合反射层由于主体反射结构属于氧化物材料，性质较金属材料更加稳定。
(3)现有技术中金属反射层由于金属材料的性质所限，其反射区域一般不超过外延层范围，而本发明的复合反射层的绝缘反射层材料可以超过外延层区域，对外延层以外区域的光有更好的反射效果。
附图说明
图1为现在的垂直结构发光二极管结构示意图；
图2为本发明所示的具有复合反射层的垂直结构发光二极管的反射层部分结构示意图；
图3为图2所示的实施实例的第一种具有复合反射层的垂直结构发光二极管的俯视图；
图4为图3所示一种具有复合反射层的垂直结构发光二极管的沿A-A’方向的剖面图；
图5为图2所示的实施实例第二种种具有复合反射层的垂直结构发光二极管的俯视图；
图6为图5所示一种具有复合反射层的垂直结构发光二极管的沿B-B’方向的剖面图。
具体实施方式
本发明所示的具有复合反射层的垂直结构发光二极管的反射层部分结构示意图如图2，发光二极管外延层堆110可以包括N型外延层110a，P型外延层110c，以及中间夹层多量子阱层110b。在发光二极管外延层堆110上面覆盖复合反射层将多量子阱层110b发出的光反射到N型外延层110a表面并射出，其中复合反射层主要由透明导电层120、绝缘反射层堆122、以及金属反射层131组成。其中透明导电层120与金属反射层131通过刻蚀形成的通孔132实现互连，为制造工艺简便，可能引入导电层121以便于透明导电层120与金属反射层131实现互连。图2仅就加入导电层121的情况加以说明。透明导电层120直接形成在发光二极管外延层堆110上，起到电流传导的作用，透明导电层120的材料可能包含锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)。特别地，透明导电层120可能由锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)的氧化物形成，如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)等。尤其地，透明导电层120的材料可能由氧化铟锡(ITO)组成。此具有透明性质的导电层需要与P型外延层110c形成良好的欧姆接触以降低接触电阻，另外对膜层厚度有特殊设计，既要具有良好的导电性，而且具有良好的透明性，其厚度介于10到500nm，另外需就膜系设计起到一定的增透效果，需要厚度是λ/4的整数倍(λ是多量子阱层110b的发光波长)，如此，发光二极管光取出效率可以被增加。
在透明导电层120与金属反射层131的连接部分，可以引入导电层121，直接形成在透明导电层120上面并且图形化，导电层121可以起到辅助透明导电层120做电流导通的作用，还可以在与透明导电层120连接的介面形成良好的光线反射镜。导电层121可以主要由两部分组成，第一辅助反射层121a和第一辅助导电层121b。其中第一辅助反射层121a的材料主要由反射率较高的金属组成如铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)等金属，为增加与其他材料的附着力，可以在表面加入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)等金属。第一辅助导电层121b主要起到电流扩展到作用，通常所用材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铬(Cr)等单层或多层金属。导电层121的侧壁123可以是垂直，不过为了更好地实现台阶覆盖，侧壁123更可能具有一定的角度。
绝缘反射层堆122形成在透明导电层120上面，其需要具有高的反射率(反射率大于97％)，根据反射膜系设计机理，可能是布拉格反射结构(DBR)，该结构可以由两种材料122a和122b交替形成，交替周期对数可以由3到30对。绝缘反射层堆122的材料可以由氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)组成。特别地，绝缘反射层堆122由的材料可以由氧化硅(SiO2)和氧化钛(TiOx)交替而成，例如图2所示的SiO2/TiOx/SiO2/TiOx/SiO2/TiOx/SiO2层堆结构。单层膜的厚度可以从0.02～1μm。一般需要在导电层121的部分区域上方打开通孔，如通孔132，使得透明导电层120，通过导电层121与金属反射层131相连接。
在绝缘反射层堆122和通孔132上面形成金属反射层131，与绝缘反射层堆122一起起到反射光线的作用。金属反射层131可以主要由两部分组成，第二辅助反射层131a和第二辅助导电层131b。其中第二辅助反射层131a的材料主要由反射率较高的金属组成如铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)等金属，为增加与其他材料的附着力，可以在表面加入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)等金属。第一辅助导电层131b主要起到电流扩展以及防止扩散的作用，通常所用材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、铂(Pt)、铬(Cr)，铜(Cu)等单层或多层金属。
图3和图4是根据本发明提供的具有复合反射层的垂直结构发光二极管器件第一种实施实例，其中图3是器件的俯视图，而图4是沿AA’方向的器件剖面图。如图4所示，发光二极管器件200的外延层堆210由N型外延层210a，P型外延层210c，以及中间夹层多量子阱层210b组成，其中在器件制造过程中，外延层堆210的侧壁可以是垂直的，也可以形成一定的角度，特别地，侧壁的倾角可以是45°～75°。为了提升光取出效率，N型外延层210a的表面一般是粗糙的，可以是规则的粗糙表面如有规律的图形，也可以是不规则的表面，一般情况下，N型外延层210a的表面形貌是不规则的六棱锥。
在P型外延层210c的表面，可以形成图形化的电流阻挡层221，其目的是在电流集中的区域和电极可能挡光的区域使得电流分散，进而提升器件效率的目的。图形化的电流阻挡层221主要由P电极电流阻挡层221a和N电极电流阻挡层221b，其中P电极电流阻挡层221a可以与通孔232图形相同或有差异，特别地，P电极电流阻挡层221a比通孔232图形略大，如图3所示。N电极电流阻挡层221b可以与N电极242图形相同或有差异，特别地，N电极电流阻挡层221b比N电极242图形略大。电流阻挡层221的材料可以是氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)单层或多层膜堆组成，如可以由氧化硅(SiO2)和氧化钛(TiOx)交替而成。电流阻挡层221的厚度可以从0.01～1μm。
透明导电层220直接形成在发光二极管外延层堆210和图形化的电流阻挡层221上面，起到电流传导的作用，透明导电层220的材料可能包含锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)。特别地，透明导电层220的材料可能由氧化铟锡(ITO)组成。此具有透明性质的导电层需要与P型外延层210c形成良好的欧姆接触以降低接触电阻，另外对膜层厚度有特殊设计，需有良好的导电性和透光性，其厚度介于10到500nm。
绝缘反射层堆222形成在透明导电层220上面，其需要具有高的反射率，可能是布拉格反射结构(DBR)，该结构可以由两种材料交替形成，材料可以是氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)组成。绝缘反射层堆222的厚度可以从0.2～3μm。一般可以在P电极电流阻挡层221a位置打开通孔232，使得透明导电层220与金属反射层231相连接。在绝缘反射层堆222和通孔232上面形成金属反射层231，与绝缘反射层堆222一起起到反射光线的作用。金属反射层231可以主要由两部分组成，辅助反射层231a和辅助导电层231b。其中辅助反射层231a的材料主要由反射率较高的金属组成如铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)等金属，为增加与其他材料的附着力，可以在表面加入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)等金属。辅助导电层231b主要起到电流扩展以及防止扩散的作用，通常所用材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、铂(Pt)、铬(Cr)，铜(Cu)等单层或多层金属。在金属反射层231下面可以形成导电基板233，起到支撑和导电的作用，导电基板233的图形可以与金属反射层231相同或者有差异，如图4所示。
在N型外延层210a表面形成图形化的N电极242和保护层241，N电极242在与N型外延层210a接触的介面可以有较高的反射率(反射率大于85％)，N电极242的材料可以是钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)、金(Au)、钨钛合金(TiW)等单层或多层金属，在N电极242与N型外延层210a接触的介面可以是粗糙的(如图4所示)也可以是不粗糙的(没有显示)。保护层241在N型外延层210a表面没有N电极242图形的区域形成，保护层241的材料可以是氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)，起到保护器件免于机械冲击或者化学破坏的目的。
图5和图6是根据本发明提供的具有复合反射层的垂直结构发光二极管器件第二种实施实例，其中图5是器件的俯视图，而图6是沿BB’方向的器件剖面图。如图6所示，发光二极管器件300外延层堆310由N型外延层310a，P型外延层310c，以及中间夹层多量子阱层310b组成，为了提升光提取效率，在器件制造时，外延层堆310的侧壁可以是垂直的，也可以形成一定的角度。另外为了提升光取出效率，N型外延层310a的表面一般是粗糙的，可以是规则的粗糙表面，也可以是不规则的表面。
在P型外延层310c的表面，可以形成图形化的电流阻挡层321，其目的是在电流集中的区域和电极可能挡光的区域使得电流分散，进而提升器件效率的目的。图形化的电流阻挡层321主要由P电极电流阻挡层321a和N电极电流阻挡层321b，其中P电极电流阻挡层321a可以与导电层323图形相同或有差异，特别地，P电极电流阻挡层321a比导电层323图形略大，如图5所示。N电极电流阻挡层321b可以与N电极342图形相同或有差异，特别地，N电极电流阻挡层321b比N电极342图形略大。电流阻挡层321的材料可以是氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)单层或多层膜堆组成，也可以由氧化硅(SiO2)和氧化钛(TiOx)交替而成。电流阻挡层321的厚度可以从0.01～1μm。
透明导电层320覆盖在发光二极管外延层堆310和图形化的电流阻挡层321上面，起到电流传导的作用，透明导电层320的材料可能是氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)等，特别地，透明导电层320的材料可能由氧化铟锡(ITO)组成，透明导电层320需要与P型外延层310c形成良好的欧姆接触以降低接触电阻，另外对膜层厚度有特殊设计，需有良好的导电性和透光性，其厚度介于10到500nm。
在透明导电层320与金属反射层331之间可以引入图形化的导电层323，可以起到电流导通的作用，还可以在与透明导电层320连接的介面做良好的光反射。导电层323的材料主要由铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)等单层或多层金属，其中一般在与透明导电层320连接的介面需要有较高反射率的金属如铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)等。导电层323的侧壁可以是垂直的，为了更好地实现台阶覆盖，侧壁更可能具有一定的角度。
绝缘反射层堆322形成在透明导电层320上面，其需要具有高的反射率，可能是布拉格反射结构(DBR)，该结构可能由两种材料交替形成，材料可以是氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)等多层膜组成。一般可以在导电层323的部分区域打开通孔332，使得透明导电层320与金属反射层331相连接。在绝缘反射层堆322和通孔332上面形成金属反射层331，与绝缘反射层堆322一起起到反射光线的作用。金属反射层331可以主要由两部分组成，辅助反射层331a和辅助导电层331b。其中辅助反射层331a的材料主要由反射率较高的金属组成如铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)等金属，为增加与其他材料的附着力，可以在表面引入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)等金属。辅助导电层331b主要起到电流扩展以及防止扩散的作用，通常所用材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、铂(Pt)、铬(Cr)，铜(Cu)等单层或多层金属。在金属反射层331下面可以形成导电基板333，起到支撑和导电的作用，导电基板333的图形可以与金属反射层331相同或者有差异。
在N型外延层310a表面形成图形化的N电极342和保护层341，N电极342在与N型外延层310a接触的介面可以有较高的反射率，N电极342的材料可以是钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)、金(Au)、钨钛合金(TiW)等单层或多层金属。保护层341在N型外延层310a表面没有N电极342图形的区域形成，保护层341的材料可以是氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等，即需要材料具有较好的透过率，而且可以起到保护器件免于机械冲击或者化学破坏的目的。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。
Claims (18)
1.一种复合反射层，其特征在于：由透明导电层、绝缘反射层堆及金属反射层组成；其中透明导电层与金属反射层通过刻蚀形成的通孔实现互连；绝缘反射层堆形成在透明导电层上面，绝缘反射层堆需要具有高的反射率；在绝缘反射层堆和所述刻蚀形成的通孔上面形成金属反射层，金属反射层与绝缘反射层堆一起起到反射光线的作用。
2.根据权利要求1所述的复合反射层，其特征在于：在所述透明导电层与金属反射层的连接部分引入导电层，直接形成在透明导电层上面并且图形化，便于透明导电层与金属反射层实现互连，导电层起到辅助透明导电层做电流导通的作用，还可以在与透明导电层连接的介面形成良好的光线反射镜。
3.根据权利要求2所述的复合反射层，其特征在于：所述导电层由两部分组成，第一辅助反射层和第一辅助导电层，其中第一辅助反射层的材料由反射率较高的金属组成，所述金属包括铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)金属；为增加与其他材料的附着力，还可以在表面加入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)金属；第一辅助导电层起到电流扩展到作用，材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铬(Cr)单层或多层金属。
4.根据权利要求2或3所述的复合反射层，其特征在于：所述导电层的侧壁是垂直，或具有45°～75°的角度。
5.根据权利要求1或2所述的复合反射层，其特征在于：所述透明导电层的材料为锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)；或由锌(Zn)、铟(In)和锡(Sn)的氧化物形成，包括氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)。
6.根据权利要求1或2所述的复合反射层，其特征在于：所述透明导电层的材料由氧化铟锡(ITO)组成。
7.根据权利要求1或2所述的复合反射层，其特征在于：所述透明导电层的厚度为10到500nm，并且厚度是λ/4的整数倍，λ为多量子阱层的发光波长。
8.根据权利要求1或2所述的复合反射层，其特征在于：所述绝缘反射层堆为布拉格反射结构(DBR)，由两种材料交替形成，交替周期对数为3到30对；所述绝缘反射层堆的材料为氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)。
9.根据权利要求1或2所述的复合反射层，其特征在于：所述绝缘反射层堆由的材料由氧化硅(SiO2)和氧化钛(TiOx)交替而成。
10.根据权利要求1或2所述的复合反射层，其特征在于：所述绝缘反射层堆的单层膜的厚度为0.02～1μm。
11.根据权利要求1或2所述的复合反射层，其特征在于：所述金属反射层包括第二辅助反射层和第二辅助导电层；其中第二辅助反射层的材料由反射率较高的金属组成，所述金属包括铝(Al)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)金属，为增加与其他材料的附着力，还可以在表面加入镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)金属；所述第一辅助导电层起到电流扩展以及防止扩散的作用，材料为镍(Ni)、钛(Ti)、钽(Ta)、金(Au)、钨钛合金(TiW)、铂(Pt)、铬(Cr)，铜(Cu)单层或多层金属。
12.一种具有复合反射层的垂直结构发光二极管，其特征在于：所述发光二极管外延层堆包括N型外延层，P型外延层及中间夹层多量子阱层；在发光二极管外延层堆上面覆盖权利要求1或2所述的复合反射层将多量子阱层发出的光反射到N型外延层表面并射出；透明导电层直接形成在发光二极管外延层堆上，起到电流传导的作用；透明导电层与P型外延层形成良好的欧姆接触以降低接触电阻。
13.根据权利要求12所述的具有复合反射层的垂直结构发光二极管，其特征在于：所述外延层堆的侧壁是垂直的，也可以形成45°～75°角度。
14.根据权利要求12所述的具有复合反射层的垂直结构发光二极管，其特征在于：所述N型外延层的表面是粗糙的，可以是规则的粗糙表面有规律的图形，也可以是不规则的表面，N型外延层的表面形貌是不规则的六棱锥。
15.根据权利要求12所述的具有复合反射层的垂直结构发光二极管，其特征在于：在发光二极管外延层堆的表面上和复合反射层之间还可以形成图形化的电流阻挡层，其目的是在电流集中的区域和电极可能挡光的区域使得电流分散，进而提升器件效率的目的。
16.根据权利要求15所述的具有复合反射层的垂直结构发光二极管，其特征在于：所述图形化的电流阻挡层由P电极电流阻挡层和N电极电流阻挡层，其中P电极电流阻挡层与通孔图形相同或有差异，P电极电流阻挡层比通孔图形略大；N电极电流阻挡层可以与N电极图形相同或有差异，N电极电流阻挡层比N电极图形略大。
17.根据权利要求15或16所述的具有复合反射层的垂直结构发光二极管，其特征在于：所述电流阻挡层的材料由氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiOx)、氧化钽(Ta2O5)、氧化铌(Nb2O5)、氧化铝(Al2O3)单层或多层膜堆组成；所述电流阻挡层221的厚度为0.01～1μm。
18.根据权利要求15所述的具有复合反射层的垂直结构发光二极管，其特征在于：在N型外延层表面形成图形化的N电极和保护层，N电极在与N型外延层接触的介面有较高的反射率，N电极的材料是钯(Pd)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)、金(Au)、钨钛合金(TiW)单层或多层金属，在N电极与N型外延层接触的介面是粗糙的，也可以是不粗糙的；保护层在N型外延层(210a)表面没有N电极图形的区域形成，保护层的材料是氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)，起到保护器件免于机械冲击或者化学破坏的目的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |