具有导电dbr反射镜的led倒装芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于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】
[0002]目前国内外LED倒装芯片普遍采用Ag镜作反射层，但由于银与外延层的粘附能力较差，需要先镀一层镍作为增加粘附力。这使得银的反射率仅能达到95%左右，降低了 LED倒装结构的出光效率。并且，银是相对活泼的金属，容易被氧化，需要再镀一层金属保护，这就增加了制程复杂度。DBR作为反射镜很早被用于正装芯片中，通常为Si02和Ti02按ABAB的方式周期性排列，以增强衬底的反射率，但由于这两种材料的绝缘特性，DBR结构无法应用于倒装芯片。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种光学反射率较高、且电流扩展能力强、不容易被氧化LED倒装芯片结构及其制备方法。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型提供一种具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片，自下而上依次包括PSS衬底、外延N型层、外延P型层、DBR反射层、电流扩展金属层、绝缘隔离层、N层金属电极扩展层、绝缘保护层、N电极与P电极，其中，所述的DBR反射层由两种折射率的透明导电薄膜按ABAB的方式交替排列组成周期结构，所述的电流扩展金属层与P电极相连接以使电流在DBR反射层上均匀分布，所述的N电极通过N层金属电极扩展层延伸至外延N型层。
[0005]作为进一步的改进，所述的DBR反射层由ΙΤ0透明导电薄膜与ΑΖ0透明导电薄膜交替排列构成，ΙΤ0透明导电薄膜与ΑΖ0透明导电薄膜的厚度分别为108.5nm和116nm，以ABAB的方式排列共15个周期。
[0006]由于采用了以上技术方案，本实用新型的DBR反射镜相比银镜反射率更高的优势体现了出来，优化的设计方案可以实现高于98%的光学反射率，且电流扩展能力强，不容易被氧化，是提高倒装LED光效的可行方案。
【附图说明】
[0007]图1描述了本实用新型的具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片的结构示意图。
[0008]图2描述了本实用新型的具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片的实施例的反射率对比图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0010]如图1所示，本实用新型的具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片，自下而上依次包括PSS衬底1、外延N型层2、外延P型层3、DBR反射层4、电流扩展金属层5、绝缘隔离层6、N层金属电极扩展层7、绝缘保护层8、N电极9与P电极10，其中，DBR反射层4由两种折射率的透明导电薄膜按ABAB的方式交替排列组成周期结构，电流扩展金属层5与P电极10相连接以使电流在DBR反射层4上均勾分布，N电极9通过N层金属电极扩展层7延伸至外延N型层2。
[0011 ] DBRCdistributed Bragg reflect1n )又叫分布式布拉格反射镜，是由两种不同折射率的材料以ABAB的方式交替排列组成的周期结构，每层材料的光学厚度为中心反射波长的1/4。因此是一种四分之一波长多层系统，相当于简单的一组光子晶体。由于频率落在能隙范围内的电磁波无法穿透，布拉格反射镜的反射率可达99%以上。没有金属反射镜的吸收问题，又可以透过改变材料的折射率或厚度来调整能隙位置。针对这种特性，本实用新型将DBR反射层4选择由ΙΤ0透明导电薄膜与ΑΖ0透明导电薄膜交替排列构成，综合考虑了材料的透光性和导电性，为了使得该DBR反射层应用于倒装结构，DBR反射层上方设置与P电极10相连接的电流扩展金属层5，由A1、Cu、N1、Au等材料构成，以使电流在DBR反射层4上均匀分布，即能有效扩展电流，又具有优良的导电性。DBR反射镜相比银镜反射率更高的优势体现了出来，优化的设计方案可以实现高于98%的光学反射率，且电流扩展能力强，不容易被氧化，是提高倒装LED光效的可行方案。绝缘隔离层6、绝缘保护层8由Si02或SiNx构成。
[0012]此种结构采用常规外延片即可，包括PSS衬底1、外延N型层2、外延P型层3，首先采用干蚀刻的方法将部分外延从外延P型层3打到外延N型层2;接着在外延P型层3上蒸镀DBR反射层4，DBR反射层4由两种折射率的透明导电薄膜(例如氧化铟和氧化锌)按ABAB的方式交替排列组成周期结构；在DBR反射层4上再蒸镀一层电流扩展金属层5;然后用CVD生长一层绝缘隔离层6，再利用湿刻工艺制备部分孔洞用于后续蒸镀电极;蒸镀均匀分布于芯片上的N层金属电极扩展层7，继续用CVD生长一层绝缘保护层8，利用湿刻工艺留出部分孔洞用于后续蒸镀电极;蒸镀LED倒装结构的N电极9与P电极10，易于后续的封装贴片。其中电流扩展金属层5与P电极10相连接以使电流在DBR反射层4上均匀分布，N电极9通过N层金属电极扩展层7延伸至外延N型层2。
[0013]参见附图2所示，在本实用新型的一个实施例中，以GaN基蓝光LED倒装芯片为例，出光波长在450-465nm，用于导电DBR反射镜的透明导电薄膜为ΙΤ0(铟锡氧化物)与ΑΖ0(掺铝氧化锌)，以ABAB的方式排列。在455nm处ΙΤ0的折射率为1.96，ΑΖ0折射率为2.10，两种材料厚度分别为108.5nm和116nm，以ABAB的方式排列共15个周期，共计30层。所得反射率结果如图2所示，可以看出在GaN蓝光芯片出光波长范围内DBR反射率最高可达99%，相比Ag镜94%提高约5%，有效提高LED出光效率。
[0014]以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片，其特征在于:自下而上依次包括PSS衬底(1)、外延N型层(2)、外延P型层(3)、DBR反射层(4)、电流扩展金属层(5)、绝缘隔离层(6)、N层金属电极扩展层(7)、绝缘保护层(8)、N电极(9)与P电极(10)，其中，所述的DBR反射层(4)由两种折射率的透明导电薄膜按ABAB的方式交替排列组成周期结构，所述的电流扩展金属层(5)与P电极(10)相连接以使电流在DBR反射层(4)上均匀分布，所述的N电极(9)通过N层金属电极扩展层(7)延伸至外延N型层(2)。2.根据权利要求1所述的具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片，其特征在于:所述的DBR反射层(4)由ITO透明导电薄膜与AZO透明导电薄膜交替排列构成，ITO透明导电薄膜与AZO透明导电薄膜的厚度分别为108.5nm和116nm，以ABAB的方式排列共15个周期。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片，本实用新型具有导电DBR反射镜的LED倒装芯片是在LED芯片上交替蒸镀两种不同折射率的材料以ABAB的方式交替排列组成的周期结构两种不同的透明导电薄膜，形成DBR反射镜，以取代传统的银镜。本实用新型所提出的导电DBR反射镜应用于LED倒装结构中，可增强光的背反射，提高出光效率，同时避免了银镜可能出现的氧化现象，背反射率可达98%以上。
【IPC分类】H01L33/10, H01L33/14
【公开号】CN205141003
【申请号】CN201520893399
【发明人】夏健, 张伟, 孙智江
【申请人】海迪科（南通）光电科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月11日