倒装结构发光二极管的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及光电器件领域，特别是涉及一种倒装结构发光二极管。
【背景技术】
[0002]发光二极管具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、体积小等特点，被广泛的应用于固态照明。目前，功率型发光二级管中，倒装结构发光二极管由于半导体面接近高散热的衬底材料，比传统的正装结构发光二极管具有更高的可靠性及更大的操作功率，受到很大的关注与研宄。另一方面，随着固态发光二极管的普及性及使用领域不断扩大，制造商之间之销售竞争也增加。在这种环境中，成本控制对于发光二极管生产企业来讲尤为重要。因此，发光二极管的制造商致力于降低材料成本及制造成本。
[0003]发光二极管且尤其是以大于约四分之一瓦的发光器件一般包含提供光的半导体元件及提供机械支撑、电连接、散热、波长转换等的一个或多个非半导体元件。现有的倒装结构发光二极管(如图1) 一般以陶瓷基板110作为机械支撑，并在其两侧制作及电学连接部106和108，电学连接部106和108通过通孔112相连。然后将发光二极管芯片100的半导体发光层102上的电学连接部104与陶瓷基板上的电学连接部106结合，形成倒装结构半导体发光器件。由于陶瓷基板的合成具有一定的难度，再加上要在其上制作通孔和电学连接部，所以陶瓷基板120占整个器件材料成本的大部分。另外，陶瓷基板120的另外一个主要的作用是导热，即将倒装结构发光二极管芯片100上产生的热量快速的传导至热沉，而目前一般用于发光二极管器件的陶瓷材料的热导率只有约30W/(m*K)左右，如果用热导率较好的陶瓷材料，其成本会成倍上升。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术存在的不足，本申请的目的是提出一种新型倒装结构发光二极管。
[0005]本申请的倒装结构发光二极管包括:半导体发光层；设置于所述半导体发光层一侧的P型电学连接部、N型电学连接部、以及用于电隔离所述P型电学连接部和N型电学连接部的第一绝缘层；与所述P型电学连接部电接触的第一电极；以及与所述N型电学连接部电接触的第二电极。
[0006]可选地，所述半导体发光层包括:支撑衬底；设置于所述支撑衬底上的非掺杂层；设置于所述非掺杂层上的N型半导体层；设置于所述N型半导体层上的量子阱发光层；设置于所述量子阱发光层上的P型半导体层；第二绝缘层；以及设置于所述第二绝缘层中的第一开孔和第二开孔，其中所述P型半导体层经由所述第一开孔与P型电学连接部电连接，并且所述N型半导体层经由所述第二开孔与N型电学连接部电连接。
[0007]可选地，所述半导体发光层还包括设置于所述P型半导体层上的复合金属层，所述P型半导体层通过所述复合金属层与所述P型电学连接部电连接。
[0008]可选地，所述复合金属层由反射型P型欧姆接触层和位于所述反射型P型欧姆接触层上的隔离层构成。
[0009]可选地，所述发光二极管还包括转光层以及所述转光层上的透明支撑层，设置在所述半导体发光层的另一侧。
[0010]可选地，所述转光层为掺有磷光材料的透明胶体。
[0011]可选地，所述第一电极为第一金属层和P型扩展电极的叠层，其中所述第一金属层与所述P型电学连接部224接触；所述第二电极为第二金属层和N型扩展电极的叠层，其中所述第二金属层与所述N型电学连接部接触。
[0012]可选地，所述P型扩展电极和所述N型扩展电极为电镀层或化学镀层。
[0013]可选地，所述P型扩展电极和所述N型扩展电极的厚度为15μπι-50μπι。
[0014]可选地，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度为50nm-180nm。
[0015]本申请由于采用了上述结构，提供了一种倒装结构发光二极管。本申请中的第一电极和第二电极相当于现有的倒装结构发光二极管中电学连接部以及设置在陶瓷基板中用于连通电学连接部的通孔，从而避免使用陶瓷基板，可有效提高热导率，并且简化了工艺，降低了制作成本。
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中倒装结构发光二极管的结构示意图；
[0017]图2为本申请发光二极管的结构示意图；以及
[0018]图3为图2中所示的发光二极管中的半导体发光层的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本申请。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
[0020]在附图中示出了根据本申请实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0021]参看图2，本申请的发光二极管包括半导体发光层200、设置于半导体发光层200一侧的P型电学连接部224、N型电学连接部228、以及用于电隔离所述P型电学连接部224和N型电学连接部228的绝缘层242，与所述P型电学连接部224电接触的第一电极，以及与所述N型电学连接部228电接触的第二电极。
[0022]本申请的半导体发光层200，如图3所示，包括支撑衬底202、设置于支撑衬底202上的非掺杂层204、设置于非掺杂层204上的N型半导体层206、设置于N型半导体层206上的量子阱发光层208、设置于量子阱发光层208上的P型半导体层210以及绝缘层222。其中P型半导体层210通过绝缘层222中的第一开孔与P型电学连接部224电连接，N型半导体层206通过绝缘层222中的第二开孔与N型电学连接部228电连接。
[0023]本申请的半导体发光层200，如图3所示，还可以包括设置于P型半导体层210上的复合金属层220。其中复合金属层220由反射型P型欧姆接触层(未示出)和位于P型欧姆接触层上的隔离层(未示出)构成。反射型P欧姆接触层可以由Al、Ag、T1、Cr、Ni等一种或多种金属构成。隔离层可以由W、Tiff, Ta、TaN, N1、T1、Cr、Au、Cu等一种或多种金属构成。
[0024]在包括复合金属层220的情况下，P型半导体层210通过复合金属层220与P型电学连接部224电连接。
[0025]在半导体发光层200另一侧，该发光二极管还可以包括转光层304以及转光层304上的透明支撑层306。
[0026]本申请的透明支撑层306可以是高透光率的玻璃、石英片或者蓝宝石片，主要起到透光及支撑的作用。
[0027]本申请的转光材料304可以是掺有磷光材料的透明胶体，可起到粘附透明支撑层和半导体发光层的作用。
[0028]第一电极可以为第一金属层244A和P型扩展电极246A的叠层，其中第一金属层与所述P型电学连接部224接触。
[0029]类似地，第二电极可以为第二金属层244B和N型扩展电极246B的叠层，其中第二金属层与所述N型电学连接部228接触。
[0030]优选地，本申请的P型扩展电极246A与N型扩展电极246B采用电镀或化学镀的方法制作。由于采用电镀或化学镀工艺，厚度可以做得较厚，例如可在15 μπι-50μπι的范围。材料可以选择镍、铬、铝、铜、金、银、钛、钨铜、钼铜等一种或多种金属。通过合理选择金属材料，本领域技术人员可获得高达300W/(m*K)以上的高热导率。
[0031 ] 本申请的金属层244A与244B可以由W、Tiff, Ta、TaN, N1、T1、Cr、Au、Cu等一种或多种金属构成，厚度可在50nm-180nm的范围。
[0032]就实现电学连接功能来讲，本申请中第一金属层244A、扩展电极246A以及第二金属层244B、扩展电极246B相当于现有的倒装结构发光二极管(如图1)中电学连接部106、108及连通它们的通孔112。除了实现电学连接功能外，本申请中金属层244A、扩展电极246A以及金属层244B、扩展电极246B还起到导热的功能，相较于一般的陶瓷材料，金属材料的导热性能更好。
【主权项】
1.一种倒装结构发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括:半导体发光层；设置于所述半导体发光层一侧的P型电学连接部、N型电学连接部、以及用于电隔离所述P型电学连接部和N型电学连接部的第一绝缘层；与所述P型电学连接部电接触的第一电极；以及与所述N型电学连接部电接触的第二电极。2.根据权利要求1所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述半导体发光层包括:支撑衬底；设置于所述支撑衬底上的非掺杂层；设置于所述非掺杂层上的N型半导体层；设置于所述N型半导体层上的量子阱发光层；设置于所述量子阱发光层上的P型半导体层；第二绝缘层；以及设置于所述第二绝缘层中的第一开孔和第二开孔，其中所述P型半导体层经由所述第一开孔与P型电学连接部电连接，并且所述N型半导体层经由所述第二开孔与N型电学连接部电连接。3.根据权利要求2所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述半导体发光层还包括设置于所述P型半导体层上的复合金属层，所述P型半导体层通过所述复合金属层与所述P型电学连接部电连接。4.根据权利要求3所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述复合金属层由反射型P型欧姆接触层和位于所述反射型P型欧姆接触层上的隔离层构成。5.根据权利要求1所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括转光层以及所述转光层上的透明支撑层，设置在所述半导体发光层的另一侧。6.根据权利要求5所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述转光层为掺有磷光材料的透明胶体。7.根据权利要求1-6中任一项所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述第一电极为第一金属层和P型扩展电极的叠层，其中所述第一金属层与所述P型电学连接部224接触；所述第二电极为第二金属层和N型扩展电极的叠层，其中所述第二金属层与所述N型电学连接部接触。8.根据权利要求7所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述P型扩展电极和所述N型扩展电极为电镀层或化学镀层。9.根据权利要求8所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述P型扩展电极和所述N型扩展电极的厚度为15μπι-50μπι。10.根据权利要求7所述的倒装结构发光二极管，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度为50nm-180nmo
【专利摘要】本申请涉及一种倒装结构发光二极管。该发光二极管包括：半导体发光层；设置于所述半导体发光层一侧的P型电学连接部、N型电学连接部、以及用于电隔离所述P型电学连接部和N型电学连接部的第一绝缘层；与所述P型电学连接部电接触的第一电极；以及与所述N型电学连接部电接触的第二电极。本申请中的第一电极和第二电极相当于现有的倒装结构发光二极管中电学连接部以及设置在陶瓷基板中用于连通电学连接部的通孔，从而避免使用陶瓷基板，可有效提高热导率，并且简化了工艺，降低了制作成本。
【IPC分类】H01L33/62, H01L33/38, H01L33/64
【公开号】CN104882530
【申请号】CN201510284575
【发明人】谈宁
【申请人】谈宁
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月26日