专利名称：一种氮化镓基大管芯发光二极管及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可解决P电极和N电极边缘间发光损失的氮化镓基大管芯发光二极管(GaN基大管芯LED)及其制备方法。
背景技术：
在半导体照明领域，在非光出射端面上的光损失一直是大管芯LED发光效率难以提高的问题之一。氮化镓基化合物半导体材料具有宽禁带直接带隙，可以用来制作绿光、蓝光和紫外光发光二极管，在普通LED的基础上，通过增加管芯尺寸，即所谓大管芯LED，能够提高发光功率，同时为了进一步提高发光功率和有利于器件散热，通常采用倒装焊技术，使氮化镓基大管芯LED倒装焊在硅基片上，产生的光从双抛面蓝宝石端出光，但是这种发光二极管有很大一部分光在硅基片端面P电极和N电极边缘间损失掉，从而限制了GaN基大管芯LED发光功率的提高。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可解决P电极和N电极边缘间发光损失的氮化镓基大管芯发光二极管，其外量子效率和发光效率得以提高；本发明的另一目的在于是一种可解决P电极和N电极边缘间发光损失的氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法。
本发明的技术方案如下本发明提供的一种氮化镓基大管芯发光二极管，包括一氮化镓基基片；淀积在所述氮化镓基基片上的至少一片状P电极和至少一条状N电极；其特征在于，所述条状N电极由N型压焊点压焊连接；还包括淀积在所述P电极和N电极之间的绝缘介质层；以及蒸镀在所述绝缘介质层上的金属反射薄膜层；所述的金属反射薄膜层可以单独与P电极或N电极相连接，也可或与P电极、N电极均不相连接。
所述绝缘介质层为无机介质层或有机介质层，其厚度为20-3000nm。所述无机介质层为氧化硅、氮化硅或氧化铝介质层。所述有机介质层为聚酰亚胺或光刻胶介质层。
所述金属反射薄膜层为可单层或多层金属反射薄膜层；其厚度为10-3000nm。所述金属反射薄膜层的材质可以为TiAu、NiAu、TiAl、TiAg或NiAg。
本发明提供的氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法，步骤如下(1)制作GaN基大管芯LED基片，(2)在GaN基大管芯LED基片上淀积片状P电极和条状N电极；并将条状N电极采用N型压焊点进行压焊连接；(3)在P电极和N电极之间淀积一层厚度为20-3000nm的绝缘介质层；(4)再在绝缘介质层上蒸镀厚度为10-3000nm的金属反射薄膜层；所述金属反射薄膜层可以单独与P电极或N电极相连接，或与P电极、N电极均不相连接。
所述绝缘介质层为无机介质层或为有机介质层。所述无机介质层为氧化硅、氮化硅或氧化铝介质层。所述有机介质层为聚酰亚胺或光刻胶介质层。
所述金属反射薄膜层为单层或多层金属反射薄膜层。所述金属反射薄膜层的材质可以为TiAu、NiAu、TiAl、TiAg或NiAg。
本发明提供的氮化镓基大管芯发光二极管及其制备方法，通过在P电极和N电极两者边缘间隙处依次淀积绝缘介质层和蒸发金属反射层，有效利用了GaN基LED边缘处出射光，提高了双抛面蓝宝石端的出光效率。
附图1-3为本发明(三个实施例)的结构示意图；附图4-6为本发明的氮化镓基大管芯发光二极管的制备步骤的示意图。
其中P电极——PN电极——N N型压焊点——1氮化镓基基片——11绝缘介质层2金属反射层3p型掺杂GaN——p-GaN n型掺杂GaN——n-GaN具体实施方式
附图1-3为本发明(三个实施例)的结构示意图，由图可知，本发明提供的氮化镓基大管芯发光二极管，包括一氮化镓基基片11；淀积在所述氮化镓基基片11上的至少一片状P电极和至少一条状N电极；其特征在于，所述条状N电极由N型压焊点1压焊连接；还包括淀积在所述P电极和N电极之间的绝缘介质层2；以及蒸镀在所述绝缘介质层2上的金属反射薄膜层3，该金属反射薄膜层3可单独与P电极或N电极相连接，也可或与P电极、N电极均不相连接。
所述绝缘介质层2为无机介质层或有机介质层，其厚度为20-3000nm。所述无机介质层为氧化硅、氮化硅或氧化铝介质层。所述有机介质层为聚酰亚胺或光刻胶介质层。
所述金属反射薄膜层3为单层或多层金属反射薄膜层；其厚度为10-3000nm。所述金属反射薄膜层3的材质可以为TiAu、NiAu、TiAl、TiAg或NiAg。
实施例1使用本发明的制备方法制备一氮化镓基大管芯发光二极管，其制备步骤如下(1)制作GaN基大管芯LED基片11，(2)在GaN基大管芯LED基片11上淀积片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和条状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，所述条状N电极由N型压焊点1压焊连接，如图4所示；(3)在P电极和N电极之间淀积一层厚度为200nm的SiO2绝缘介质层2，如图5所示；(4)再在SiO2绝缘介质层2上蒸镀厚度为300nm的Ti/Al金属反射薄膜层3，如图6所示；该金属反射薄膜层3同时蒸镀在所述P电极上并与之相连接，如图1所示。
实施例2使用本发明的制备方法制备一氮化镓基大管芯发光二极管，其制备步骤如下(1)制作GaN基大管芯LED基片11，(2)在GaN基大管芯LED基片11上淀积片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和条状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，所述条状N电极由N型压焊点1压焊连接，如图4所示；(3)在P电极和N电极之间淀积一层厚度为300nm的氮化硅绝缘介质层2，如图5所示；(4)再在氮化硅绝缘介质层上蒸镀厚度为100nm的Al金属反射薄膜层，如图6所示；该金属反射薄膜层与所述P、N电极均不连接。如图2所示。
实施例3使用本发明的制备方法制备一氮化镓基大管芯发光二极管，其制备步骤如下(1)制作GaN基大管芯LED基片11，(2)在GaN基大管芯LED基片11上淀积片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和条状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，所述条状N电极由N型压焊点1压焊连接，如图4所示；
(3)在P电极和N电极之间淀积一层厚度为100nm的氧化铝绝缘介质层2，如图5所示；(4)再在氧化铝绝缘介质层上蒸镀厚度为200nm的NiAu金属反射薄膜层3，如图6所示；版图设计中将该金属反射薄膜层3与所述条状N电极相连接，如图3所示。
实施例4使用本发明的制备方法制备一氮化镓基大管芯发光二极管，其制备步骤如下(1)制作GaN基大管芯LED基片11，在GaN基大管芯LED基片11上淀积片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和条状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，所述条状N电极由N型压焊点1压焊连接，如图4所示；(3)在P电极和N电极之间淀积一层厚度为200nm的光刻胶绝缘介质层2(该绝缘介质层也可以为聚酰亚胺绝缘介质层)，如图5所示；(4)再在光刻胶绝缘介质层上蒸镀厚度为300nm的TiAu反射薄膜层3，如图6所示；该金属反射薄膜层3同时蒸镀在所述P电极上并与之相连接，如图1所示。
本发明提供的氮化镓基大管芯发光二极管及其制备方法，通过在P电极和N电极两者边缘间隙处依次淀积绝缘介质层和蒸发金属反射层，有效利用了GaN基LED边缘处出射光，提高了双抛面蓝宝石端的出光效率。
权利要求
1.一种氮化镓基大管芯发光二极管，包括一氮化镓基基片；淀积在所述氮化镓基基片上的至少一片状P电极和至少一条状N电极；其特征在于，所述条状N电极由N型压焊点压焊连接；还包括淀积在所述P电极和N电极之间的绝缘介质层；以及蒸镀在所述绝缘介质层上的金属反射薄膜层，该金属反射薄膜层单独与P电极或N电极相连接，或与P电极、N电极均不相连接。
2.按权利要求1所述的氮化镓基大管芯发光二极管，其特征在于，所述绝缘介质层为无机介质层或有机介质层，其厚度为20-3000nm。
3.按权利要求2所述的氮化镓基大管芯发光二极管，其特征在于，所述无机介质层为氧化硅、氮化硅或氧化铝介质层。
4.按权利要求2所述的氮化镓基大管芯发光二极管，其特征在于，所述有机介质层为聚酰压胺或光刻胶介质层。
5.按权利要求1所述的氮化镓基大管芯发光二极管，其特征在于，所述金属反射薄膜层为单层或多层金属反射薄膜层；其厚度为10-3000nm。
6.按权利要求5所述的氮化镓基大管芯发光二极管，其特征在于，所述金属反射薄膜层的材质可以为TiAu、NiAu、TiAl、TiAg或NiAg。
7.一种权利要求1所述氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法，步骤如下(1)制作GaN基大管芯LED基片，(2)在GaN基大管芯LED基片上淀积至少一片状P电极和至少一条状N电极，并将所述条状N电极由N型压焊点压焊连接；(3)在P电极和N电极之间淀积一层厚度为20-3000nm的绝缘介质层；(4)再在绝缘介质层上蒸镀厚度为10-3000nm的金属反射薄膜层；该金属反射薄膜层单独与P电极或N电极相连接，或与P电极、N电极均不相连接。
8.按权利要求7所述的氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法，其特征在于，所述绝缘介质层为无机介质层或为有机介质层。
9.按权利要求8所述的氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法，其特征在于，所述无机介质层为氧化硅、氮化硅或氧化铝介质层。
10.按权利要求8所述的氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法，其特征在于，所述有机介质层为聚酰亚胺或光刻胶介质层。
11.按权利要求7所述的氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法，其特征在于，所述金属反射薄膜层为单层或多层金属反射薄膜层。
12.按权利要求11所述的氮化镓基大管芯发光二极管的制备方法，其特征在于，所述金属反射薄膜层的材质可以为TiAu、NiAu、TiAl、TiAg或NiAg。
全文摘要
本发明涉及一种可解决P电极和N电极边缘间发光损失的氮化镓基大管芯发光二极管及其制备方法，通过金属有机物化学气相沉积生长技术，在异质材料或双抛面蓝宝石衬底上生长氮化镓基LED的多层材料结构，经过光刻、淀积、刻蚀、蒸发、剥离等步骤制备，其结构包括淀积在氮化镓基基片上的至少一片状P电极和至少一条状N电极；条状N电极由N型压焊点压焊连接；淀积在P电极和N电极之间的绝缘介质层；以及蒸镀在绝缘介质层上的金属反射薄膜层；金属反射薄膜层可单独与P电极或N电极相连接，也可或与P电极、N电极均不相连接；可有效利用GaN基LED边缘处出射光，提高双抛面蓝宝石端的出光效率。
文档编号H01L33/00GK1870305SQ20051001181
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月27日 优先权日2005年5月27日
发明者贾海强, 李卫, 李永康, 彭铭曾, 朱学亮 申请人:中国科学院物理研究所