CN204011468U - 一种led倒装芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED倒装芯片，包括蓝宝石衬底、LED外延片和依次设置在蓝宝石衬底上的n型GaN层、量子阱有源区、p型GaN层和金属反射层，刻蚀所述n型GaN层以形成n型GaN层裸露区域，在所述的p型GaN层与金属反射层之间依次设有透明导电层和介质反射层；所述介质反射层上设有通孔，所述金属反射层通过该通孔延伸至与透明导电层相连接；在n型GaN裸露层和金属反射层上分别设有n和p电极。本实用新型通过加入透明导电层和多层介质反射层，解决了单一金属反射层高反射率和低电阻率之间的矛盾，本器件具有出光率高、开启电压低的优点，具有更好的可靠性，更加适合于倒装LED领域的运用。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电子发光器件制造领域，具体涉及一种LED倒装芯片。
背景技术
随着以GaN(氮化镓)材料P型掺杂的突破为起点的第三代半导体材料的兴起，伴随着以Ⅲ族氮化物为基础的高亮度发光二极管（Light Emitting Diode，LED）的技术突破，用于新一代绿色环保固体照明光源的氮化物LED正在成为新的研究热点。目前，LED应用的不断升级以及市场对于LED的需求，使得LED正朝着大功率和高亮度的方向发展。其中研究热点之一是LED倒装芯片技术。其结构如图1所示，同正装芯片一致，在衬底1上依次设有n型GaN层2、量子阱有源区3、p型GaN层4，而与正装芯片不同的是，p型GaN上不再是透明导电层，而是一层金属反射层5。金属反射层的材料可以是银或者铝这些较高反射率的金属材料。反射层5、p型GaN层4、量子阱有源区3及n型GaN层2的部分被刻蚀，形成n型GaN层裸露区域，在n型GaN裸露层和金属反射层上分别设有n和p电极，使用时将芯片倒置，通过n、p电极与线路板焊接，而光从衬底1取出。
在此种倒装芯片结构中，金属反射层5既是光反射层，也是p型GaN接触层。它要求反射率要高，同时p型接触电阻要小。在制作过程中，为实现良好的p型欧姆接触，金属反射层通常在400至600摄氏度下高温合金。在高温下，金属层，尤其是金属银，易产生团聚现象，导致反射率由合金前的90%下降至合金后的40-60%，倒装芯片的亮度因而大幅下降。另一方面，金属在较低温度（如200-400摄氏度下）合金，反射率能保持在80%以上，然而与p型GaN的接触电阻会升高，导致芯片开启电压上升。因此高反射率和低接触电阻形成金属合金难以两全的一对矛盾体。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够有效解决金属反射层的高反射率和低接触电阻之间矛盾的LED倒装芯片。
本实用新型采用的技术方案是这样的：
一种LED倒装芯片，包括蓝宝石衬底1、LED外延片和依次设置在蓝宝石衬底1上的n型GaN层2、量子阱有源区3、p型GaN层4和金属反射层5，刻蚀所述n型GaN层2以形成n型GaN层裸露区域，在所述的p型GaN层4与金属反射层5之间依次设有透明导电层6和介质反射层7；所述介质反射层7上设有通孔，所述金属反射层5通过该通孔延伸至与透明导电层6相连接；在n型GaN裸露层和金属反射层5上分别设有n和p电极。
作为优选，所述透明导电层6的材料为氧化铟锡ITO或者氧化锌。
作为优选，所述介质反射层7可以是二氧化硅、氧化钛和氧化铝的多层组合结构，层数不少于两层。
作为优选，所述介质反射层7的通孔均匀分布。
作为优选，所述刻蚀为干法刻蚀。
作为优选，所述LED外延片可以是蓝光、绿光、紫外或红光外延片。
作为优选，所述金属反射层5的材料可以是银或者铝。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型与现有倒装芯片技术相比，透明导电层与p型GaN层易形成优质欧姆接触，其接触电阻小，开启电压低，而且透明导电层为氧化物材料，其接触的化学稳定性优于金属反射层与p型GaN层的接触。同时，透明导电层的光透过率可达到95%以上，其上方的介质反射层为多层结构，其光反射率可达到98%以上。不过由于介质反射层本身不导电，必须通过通孔让金属与透明导电层连接，此时金属层无需像传统倒装结构一样为实现欧姆接触在高温下合金，只需在较低温度下合金，可避免金属团聚，形成较佳的表面形貌。
本实用新型通过加入透明导电层和多层介质反射层，解决了单一金属层高反射率和低电阻率之间的矛盾，本器件具有出光率高、开启电压低的优点，具有更好的可靠性，更加适合于倒装LED领域的运用。
附图说明
图1是已知技术中普通倒装芯片结构示意图；
图2是本实用新型的LED倒装芯片结构示意图；
图中标记：1-蓝宝石衬底，2-n型GaN层，3-量子阱有源区，4-p型GaN层，5-金属反射层，6-透明导电层，7-介质反射层。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图2所示，一种LED倒装芯片，包括蓝宝石衬底1、LED外延片和依次设置在蓝宝石衬底1上的n型GaN层2、量子阱有源区3、p型GaN层4和金属反射层5，通过干法刻蚀n型GaN层2以形成n型GaN层裸露区域。在所述的p型GaN层4与金属反射层5之间依次设有透明导电层6和介质反射层7，对透明导电层6进行光刻和刻蚀使之覆盖p型GaN层4，之后通过合金使透明导电层6与p型GaN层4形成欧姆接触。
所述透明导电层6的材料为氧化铟锡ITO或者氧化锌；所述介质反射层7可以是二氧化硅、氧化钛和氧化铝的不少于两层的组合结构，通过光刻和刻蚀在介质反射层7内形成深度从该层延伸至透明导电层6的通孔，所述通孔均匀分布在介质反射层7上；所述金属反射层5通过该通孔延伸至与透明导电层6相连接。
所述LED外延片可以是蓝光、绿光、紫外或红光外延片；所述金属反射层5的材料可以是银或者铝。最后，在n型GaN裸露层和金属反射层5上分别制作n和p电极。
本实用新型通过加入透明导电层和多层介质反射层，解决了单一金属层高反射率和低电阻率之间的矛盾，本器件具有出光率高、开启电压低的优点，具有更好的可靠性，更加适合于倒装LED领域的运用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种LED倒装芯片，包括蓝宝石衬底（1）、LED外延片和依次设置在蓝宝石衬底（1）上的n型GaN层（2）、量子阱有源区（3）、p型GaN层（4）和金属反射层（5），刻蚀所述n型GaN层（2）以形成n型GaN层裸露区域，其特征在于，在所述的p型GaN层（4）与金属反射层（5）之间依次设有透明导电层（6）和介质反射层（7）；所述介质反射层（7）上设有通孔，所述金属反射层（5）通过该通孔延伸至与透明导电层（6）相连接；在n型GaN裸露层和金属反射层（5）上分别设有n和p电极。
2.根据权利要求1所述的一种LED倒装芯片，其特征在于，所述透明导电层（6）的材料为氧化铟锡ITO或者氧化锌。
3.根据权利要求1所述的一种LED倒装芯片，其特征在于，所述介质反射层（7）可以是二氧化硅、氧化钛和氧化铝的多层组合结构，层数不少于两层。
4.根据权利要求1所述的一种LED倒装芯片，其特征在于，所述介质反射层（7）的通孔均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种LED倒装芯片，其特征在于，所述刻蚀为干法刻蚀。
6.根据权利要求1所述的一种LED倒装芯片，其特征在于，所述LED外延片可以是蓝光、绿光、紫外或红光外延片。
7.根据权利要求1所述的一种LED倒装芯片，其特征在于，所述金属反射层（5）的材料可以是银或者铝。
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