CN105355744A - 一种倒装蓝绿发光二极管芯片 - Google Patents
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Abstract
一种倒装蓝绿发光二极管芯片,涉及发光二极管的生产技术领域,本发明包括依次设置在衬底一侧的外延层,第一电极连接在第一型欧姆接触层上,金属反射层设置在透明导电层之上,第二电极设置在金属反射层上,在第一电极和外延层之间设置电极隔离层,在芯片表面及侧面设置芯片保护层,第一型欧姆接触层至少包括两层第一型欧姆接触结构层,第一电极与各第一型欧姆接触结构层均连接。本发明通过在外延生长结构中设置不同第一型欧姆接触层,通过芯片结构设置台阶式第一型欧姆接触面,形成有效地电流扩展趋势,增强了第一型电流扩展效果,降低了工作电压,有效提高发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管的生产技术领域,特别涉及倒装蓝绿发光二极管芯片的生产技术。
背景技术
发光二极管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等优点,作为主要光源得到快速发展。近年来发光二极管的利用领域正在迅速扩展,而提高发光二极管亮度和降低发光二极管成本成为LED发展的技术目标。
倒装发光二极管可以较为明显地降低发光二级管的成本,倒装发光二极管具有两大优点:一,有效降低LED照明灯具的成本和重量,二,大幅降低对散热系统的设计要求,解决了LED照明市场的散热技术障碍。
随着市场对亮度需求越来越高,倒装发光二极管芯片得面积也越做越大,因此对N型电流扩展的效果的要求越来越高。采用普通结构的倒装发光二极管芯片在N型电流扩展效果遇到了瓶颈。使得发光二极管的内量子效率降低。
发明内容
本发明旨在提供一种倒装蓝绿发光二极管芯片,以增加倒装发光二极管芯片的N型电流扩展效果,提高大尺寸的倒装发光二极管芯片的内量子效率。
本发明包括依次设置在衬底一侧的由缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、电流阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型导电层、有源层、限制层、第二型导电层、第二型欧姆接触层和透明导电层组成的外延层,第一电极连接在第一型欧姆接触层上,金属反射层设置在透明导电层之上,第二电极设置在金属反射层上,在第一电极和外延层之间设置电极隔离层,在芯片表面及侧面设置芯片保护层,特点是:所述第一型欧姆接触层至少包括两层第一型欧姆接触结构层,所述第一电极与各第一型欧姆接触结构层均连接。
本发明通过在外延生长结构中设置不同第一型欧姆接触层,通过芯片结构设置台阶式第一型欧姆接触面,形成有效地电流扩展趋势,增强了第一型电流扩展效果,降低了工作电压,有效提高发光二极管的发光效率。
进一步地,本发明所述第一型欧姆接触层厚度范围为50~200nm。第一型欧姆接触层厚度偏薄会导致芯片工艺过程难度加大,但第一型欧姆接触层厚度偏厚会导致后续有源区的晶体质量变差。因此采用本发明的厚度范围较合适。
进一步地,本发明所述第一电极设置在发光二极管芯片的中心,第二电极设置在发光二极管芯片的外侧。采用这种电极结构设置,能使得电流从第一电极向两侧的第二电极分布传导,有效地提高电流扩展效果。
所述第二电极有两个,分别呈对角地设置在发光二极管芯片的外侧。采用这种两个第二电极且对角分布设置的结构,能有效分布从第一电极向第二电极传导的电流,减少电流拥挤效应。
附图说明
图1是为本发明的一种结构示意图。
图2为图1的仰视图。
具体实施方式
一、制备工艺:
步骤如下:
1、采用MOCVD外延技术,在外延衬底上逐渐形成缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、电流阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型导电层、有源层、限制层、第二型导电层、第二型欧姆接触层。
本例中第一型欧姆接触层由三个欧姆接触结构层构成,各个欧姆接触结构层为不同三五族化合物外延生长而成。形成的第一型欧姆接触层厚度范围为50~200nm。
2、经过标准的掩膜、光刻过程,在第二型欧姆接触层上定义出第一电极台面、切割道。
3、采用ICP刻蚀出第一电极台面、切割道,裸露出第一层第一型欧姆接触层。
4、经过标准的掩膜、光刻过程,在第一层第一型欧姆接触层上定义出第二层第一型欧姆接触层台面。
5、采用带元素探测功能的ICP刻蚀出第二层第一型欧姆接触层台面,裸露出第二层第一型欧姆接触层台面。
6、重复步骤四和步骤五直至裸露出第n层第一型欧姆接触层台面。
7、经过标准的掩膜、光刻过程,在第二型欧姆接触层上定义出透明导电层区域;且在此区域形成透明导电层。
8、在透明导电层上制作金属反射镜层。
9、经过标准的掩膜、光刻过程,同时在第一型欧姆接触层上制作一个第一电极(n电极),在金属反射镜层上形成两个第二电极(p电极)。并且,将第一电极设置在发光二极管芯片的中心,将两个第二电极呈对角地设置设置在发光二极管芯片的外侧。
10、采用蒸镀SiO2的方法,在第一电极(p电极)与外延层之间以SiO2材料形成电极隔离层,在芯片表面及侧面以SiO2材料形成芯片保护层。
11、采用隐形切割、劈裂将倒装蓝绿发光二极管芯片分离成独立的发光二极管器件。
二、产品结构特征:
如图1、2所示,在衬底1一侧依次设置有缓冲层2、非故意掺杂层3、n型导电层4、电流阻挡层5、第三层n型欧姆接触层6、第二层n型欧姆接触层7、第一层n型欧姆接触层8、n型导电层9、有源层10、限制层11、p型导电层12、p型欧姆接触层13、透明导电层14和金属反射镜层15。
通常本领域人员将缓冲层2、非故意掺杂层3、n型导电层4、电流阻挡层5、第三层n型欧姆接触层6、第二层n型欧姆接触层7、第一层n型欧姆接触层8、n型导电层9、有源层10、限制层11、p型导电层12、p型欧姆接触层13和透明导电层14合称为外延层。
n电极16布置在发光二极管芯片的中心,n电极16穿过金属反射镜层15、透明导电层14、p型欧姆接触层13、p型导电层12、限制层11、有源层10和n型导电层9,呈阶梯式地与第一层n型欧姆接触层8、第二层n型欧姆接触层7和第三层n型欧姆接触层6均有连接。
两个p电极17分别布置在发光二极管芯片的两个对角上,各个p电极17通过金属反射镜层15、透明导电层14、p型欧姆接触层13与p型导电层12形成电连接。
在n电极16与外延层之间设置电极隔离层19,在芯片表面及侧面设置芯片保护层18。
本发明可有效提高N型电极在多欧姆接触层结构的电流扩展效果。
Claims (4)
1.一种倒装蓝绿发光二极管芯片,包括依次设置在衬底一侧的由缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、电流阻挡层、第一型欧姆接触层、第一型导电层、有源层、限制层、第二型导电层、第二型欧姆接触层和透明导电层组成的外延层,第一电极连接在第一型欧姆接触层上,金属反射层设置在透明导电层之上,第二电极设置在金属反射层上,在第一电极和外延层之间设置电极隔离层,在芯片表面及侧面设置芯片保护层,其特征在于:所述第一型欧姆接触层至少包括两层第一型欧姆接触结构层,所述第一电极与各第一型欧姆接触结构层均连接。
2.根据权利要求1所述倒装蓝绿发光二极管芯片,其特征在于:所述的第一型欧姆接触层厚度为50~200nm。
3.根据权利要求1所述倒装蓝绿发光二极管芯片,其特征在于:所述第一电极设置在发光二极管芯片的中心,第二电极设置在发光二极管芯片的外侧。
4.根据权利要求2所述倒装蓝绿发光二极管芯片,其特征在于:所述第二电极有两个,分别呈对角地设置在发光二极管芯片的外侧。
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