CN205752231U - 一种倒装发光二极管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种倒装发光二极管，所述发光二极管包括：生长衬底；发光外延结构，形成于所述生长衬底之上，所述发光外延结构中形成有N电极台阶；ITO层，形成于所述发光外延结构表面，所述ITO层中形成有图形孔洞结构；Ag反射层，形成所述ITO层及图形孔洞结构内，并同时与ITO层及发光外延结构接触；N焊盘及P焊盘。本实用新型在溅射或蒸镀的ITO层上腐蚀或刻蚀出规则或不规则图形以单一或组合形式存在，接着蒸镀或溅射Ag反射层使其分别与ITO层与氮化镓发光外延接触，使得部分光线不需要进入ITO层就可以被反射出去，提高了发光二极管的亮度。另外，Ag同时与氮化镓及ITO层接触，提高了导电率，从而提高了电流的效率。

Description

一种倒装发光二极管

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管及其制作方法，特别是涉及一种可有有效增加亮度的倒装发光二极管及其制作方法。

背景技术

半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制高点之一。发光二极管LED是由如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。

当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。

随着LED灯市场爆发的日益临近，LED封装技术的研发竞争也十分激烈。LED封装的发展趋势是体积更小，重量更轻，倒装封装技术正是顺应这一发展趋势而产生的。与传统的引线连接的封装方式相比，倒装封装技术具有封装密度高，电和热性能优良，可靠性高等优点。

现有的倒装结构的发光二极管的反射层通常直接制作于ITO层上，光线的反射需要进过两次的ITO层，造成了部分的光线衰减。另外，ITO的导电能力不如Ag等金属，也容易造成电流的浪费。

基于以上所述，提供一种可以有效提供倒装结构的发光二极管光线反射效率及电流效率的倒装发光二极管实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种倒装发光二极管及其制作方法，用于解决现有技术中倒装发光二极管反射效率及电流利用率不够高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种倒装发光二极管的制作方法，所述制作方法包括步骤：步骤1)，提供一生长衬底，于所述生长衬底上形成发光外延结构，并刻蚀出N电极台阶；步骤2)，于所述发光外延结构表面形成ITO层，并于所述ITO层中形成图形孔洞结构；步骤3)，于所述ITO层及图形孔洞结构内制作Ag反射层，使得所述Ag反射层同时与ITO层及发光外延结构接触，所述Ag反射层中定义有P焊盘区域；步骤4)，于所述N电极台阶制作N焊盘，于所述P焊盘区域制作P焊盘。

作为本实用新型的倒装发光二极管的制作方法的一种优选方案，步骤2)中，还包括：步骤a)，采用光刻-刻蚀工艺去除切割道区域的ITO层；步骤b)，采用光刻-刻蚀工艺对切割道区域内裸露出的发光外延结构进行刻蚀，获得发光外延结构斜面侧壁。

优选地，步骤a)中，光刻-刻蚀工艺所采用的掩膜包括二氧化硅层及光刻胶层的叠层。

优选地，步骤b)中，对发光外延结构进行刻蚀的深度范围为6-8μm，所述斜面侧壁的宽度范围为1-4μm。

作为本实用新型的倒装发光二极管的制作方法的一种优选方案，步骤2)中，所述图形孔洞结构的形状包括三角形、圆形、矩形、菱形、梯形及不规则图形中的一种或两种以上组合，所述图形孔洞结构包含的图形数量为1个或2个以上。

作为本实用新型的倒装发光二极管的制作方法的一种优选方案，步骤3)包括：步骤3-1)，于所述ITO层表面形成光刻胶；步骤3-2)，采用曝光的方法去除欲制备Ag反射层区域的光刻胶，保留包括P焊盘区域的光刻胶；步骤3-3)，采用蒸镀或溅射工艺于Ag反射层区域及光刻胶表面形成Ag金属层；步骤3-4)，采用金属剥离工艺去除光刻胶表面的Ag金属层，形成Ag反射层。

作为本实用新型的倒装发光二极管的制作方法的一种优选方案，步骤4)之后还包括沉积二氧化硅保护层的步骤。

本实用新型还提供一种倒装发光二极管，包括：生长衬底；发光外延结构，形成于所述生长衬底之上，所述发光外延结构中形成有N电极台阶；ITO层，形成于所述发光外延结构表面，所述ITO层中形成有图形孔洞结构；Ag反射层，形成所述ITO层及图形孔洞结构内，并同时与ITO层及发光外延结构接触，所述Ag反射层中定义有P焊盘区域；N焊盘，形成于所述N电极台阶上；P焊盘，形成于所述P焊盘区域上。

作为本实用新型的倒装发光二极管的一种优选方案，所述图形孔洞结构的形状包括三角形、圆形、矩形、菱形、梯形及不规则图形中的一种或两种以上组合，所述图形孔洞结构包 含的图形数量为1个或2个以上。

作为本实用新型的倒装发光二极管的一种优选方案，所述发光外延结构具有斜面侧壁。

进一步地，所述斜面侧壁的高度范围为6-8μm，宽度为1-4μm。

作为本实用新型的倒装发光二极管的一种优选方案，还包括二氧化硅保护层，形成于所述倒装发光二极管表面。

如上所述，本实用新型的倒装发光二极管及其制作方法，具有以下有益效果：本实用新型在溅射或蒸镀的ITO层上腐蚀或刻蚀出圆形、方形、菱形等或其它不规则图形以单一或组合形式存在，接着蒸镀或溅射Ag反射层使其分别与ITO层与氮化镓发光外延接触，使得部分光线不需要进入ITO层就可以被反射出去，提高了发光二极管的亮度。另外，Ag同时与氮化镓及ITO层接触，提高了导电率，从而提高了电流的效率。本实用新型结构及方法简单，在发光二极管制造领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1～图8显示为本实用新型的倒装发光二极管的制作方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图8显示为本实用新型的倒装发光二极管的结构示意图。

元件标号说明

101 生长衬底

102 N-GaN层

103 多量子阱层

104 P-GaN层

105 N电极台阶

106 ITO层

107 孔洞

108 Ag反射层

109 N焊盘

110 P焊盘

111 二氧化硅保护层

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所 揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1～图8所示，本实施例提供一种倒装发光二极管的制作方法，所述制作方法包括步骤：

如图1～图2所示，首先进行步骤1)，提供一生长衬底101，于所述生长衬底101上形成发光外延结构，并刻蚀出N电极台阶105。

作为示例，所述生长衬底101包括蓝宝石衬底、硅衬底、氮化硅衬底等，且并不限于此处所列举的示例。所述发光外延结构包括依次层叠的N-GaN层102、多量子阱层103及P-GaN层104，所述发光外延结构可以采用如化学气相沉积法(CVD)等工艺制备。

如图3～图4所示，然后进行步骤2)，于所述发光外延结构表面形成ITO层106，并于所述ITO层106中形成图形孔洞107结构。

作为示例，步骤2)中，采用蒸镀或者溅射的方法制作所述ITO层106，然后采用干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺于所述ITO层106中形成图形孔洞107结构。

所述图形孔洞107结构的形状包括三角形、圆形、矩形、菱形、梯形及不规则图形中的一种或两种以上组合，所述图形孔洞107结构包含的图形数量为1个或2个以上。各图形的尺寸可以相同或者不同。在本实施例中，所述图形孔洞107结构包括多个周期性排列的圆形孔洞107，制作圆形孔洞107的工艺较简单，可以节省工艺成本，另外，圆形孔洞107可以增加后续Ag反射层108的填充面积，提高反射率。

在本实施例中，步骤2)中，还包括：

步骤a)，采用光刻-刻蚀工艺去除切割道区域的ITO层106，去除切割道区域的ITO层106可以与制作图形孔洞107结构同时进行。其中，所述光刻-刻蚀工艺所采用的掩膜包括二氧化硅层及光刻胶层的叠层。

步骤b)，采用光刻-刻蚀工艺对切割道区域内裸露出的发光外延结构进行刻蚀，获得发光外延结构斜面侧壁，其中，对发光外延结构进行刻蚀的深度范围为6-8μm，所述斜面侧壁的宽度范围为1-4μm。所述斜面侧壁可有效降低发光外延结构侧壁的全反射，提高出光。

如图5所示，接着进行步骤3)，于所述ITO层106及图形孔洞107结构内制作Ag反射 层108，使得所述Ag反射层108同时与ITO层106及发光外延结构接触，所述Ag反射层108中定义有P焊盘区域。

作为示例，步骤3)包括：

步骤3-1)，于所述ITO层106表面形成光刻胶。

步骤3-2)，采用曝光的方法去除欲制备Ag反射层108区域的光刻胶，保留包括P焊盘区域的光刻胶，以定义出P焊盘区域，后续制作的P焊盘110可以直接与ITO层106接触，提高P焊盘110的结合强度。

步骤3-3)，采用蒸镀或溅射工艺于Ag反射层108区域及光刻胶表面形成Ag金属层。

步骤3-4)，采用金属剥离工艺去除光刻胶表面的Ag金属层，形成Ag反射层108。

本实用新型在溅射或蒸镀的ITO层106上腐蚀或刻蚀出圆形、方形、菱形等或其它不规则图形以单一或组合形式存在，接着蒸镀或溅射Ag反射层108使其分别与ITO层106与氮化镓发光外延接触，使得部分光线不需要进入ITO层106就可以被反射出去，提高了发光二极管的亮度。另外，Ag同时与氮化镓及ITO层106接触，提高了导电率，从而提高了电流的效率。

如图6～图8所示，最后进行步骤4)，于所述N电极台阶105制作N焊盘109，于所述P焊盘区域制作P焊盘110。

另外，在本实施例中，步骤4)之后还包括沉积二氧化硅保护层111的步骤。

最后，如图8所示，可以通过倒装工艺将所述发光二极管结构倒装于支撑衬底上，完成倒装发光二极管的制作。

如图8所示，本实施例还提供一种倒装发光二极管，包括：生长衬底101；发光外延结构，形成于所述生长衬底101之上，所述发光外延结构中形成有N电极台阶105；ITO层106，形成于所述发光外延结构表面，所述ITO层106中形成有图形孔洞107结构；Ag反射层108，形成所述ITO层106及图形孔洞107结构内，并同时与ITO层106及发光外延结构接触，所述Ag反射层108中定义有P焊盘区域；N焊盘109，形成于所述N电极台阶105上；P焊盘110，形成于所述P焊盘区域上。

作为示例，所述生长衬底101包括蓝宝石衬底、硅衬底、氮化硅衬底等，且并不限于此处所列举的示例。所述发光外延结构包括依次层叠的N-GaN层102、多量子阱层103及P-GaN层104。

作为示例，所述图形孔洞107结构的形状包括三角形、圆形、矩形、菱形、梯形及不规则图形中的一种或两种以上组合，所述图形孔洞107结构包含的图形数量为1个或2个以上。

作为示例，所述发光外延结构具有斜面侧壁。进一步地，所述斜面侧壁的高度范围为 6-8μm，宽度为1-4μm。

作为示例，还包括二氧化硅保护层111，形成于所述倒装发光二极管表面。

如上所述，本实用新型的倒装发光二极管及其制作方法，具有以下有益效果：本实用新型在溅射或蒸镀的ITO层106上腐蚀或刻蚀出圆形、方形、菱形等或其它不规则图形以单一或组合形式存在，接着蒸镀或溅射Ag反射层108使其分别与ITO层106与氮化镓发光外延接触，使得部分光线不需要进入ITO层106就可以被反射出去，提高了发光二极管的亮度。另外，Ag同时与氮化镓及ITO层106接触，提高了导电率，从而提高了电流的效率。本实用新型结构及方法简单，在发光二极管制造领域具有广泛的应用前景。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种倒装发光二极管，其特征在于，包括：

生长衬底；

发光外延结构，形成于所述生长衬底之上，所述发光外延结构中形成有N电极台阶；

ITO层，形成于所述发光外延结构表面，所述ITO层中形成有图形孔洞结构；

Ag反射层，形成所述ITO层及图形孔洞结构内，并同时与ITO层及发光外延结构接触，所述Ag反射层中定义有P焊盘区域；

N焊盘，形成于所述N电极台阶上；

P焊盘，形成于所述P焊盘区域上。

2.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于：所述图形孔洞结构的形状包括三角形、圆形、矩形、菱形、梯形及不规则图形中的一种或两种以上组合，所述图形孔洞结构包含的图形数量为1个或2个以上。

3.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于：所述发光外延结构具有斜面侧壁。

4.根据权利要求3所述的倒装发光二极管，其特征在于：所述斜面侧壁的高度范围为6-8μm，宽度为1-4μm。

5.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于：还包括二氧化硅保护层，形成于所述倒装发光二极管表面。