专利名称：桥式n电极型氮化镓基大管芯发光二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种桥式N电极型氮化镓基大管芯发光二极管(桥式N电极型GaN基大管芯LED)。
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倒装焊LED芯片发光效率难以更大幅度提高的问题之一，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LED，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，但是有很大一部分光在面向硅基片的非出光端面损失掉了，从而限制了GaN基大管芯LED发光功率的提高。本实用新型采用N电极多点桥式连接，有效减少了N、P电极间形成的PN结边缘长度，增大了P型发光区面积，减小了PN结电流密度；同时利用了电极边缘区域的光反射，这使得LED出光效率大大提高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的发光二极管的上述缺陷，而提供一种桥式N电极型氮化镓基大管芯发光二极管，该桥式N电极型氮化镓基大管芯发光二极管可以提高GaN基倒装焊LED芯片的内、外量子效率，使其发光效率得以提高。
本实用新型的技术方案如下本实用新型提供的桥式N电极型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电极和至少两个N电极；其特征在于，所述N电极为呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极；淀积在所述点状N电极之间的条状绝缘介质层；
以及蒸镀在所述条状绝缘介质层上的金属反射薄膜层(即桥式N电极)。
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压胺或光刻胶介质层。
所述金属反射薄膜层为单层或多层金属反射薄膜层；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。
本实用新型的桥式N电极型氮化镓基大管芯发光二极管的制备步骤如下(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电极和至少两个N电极，所述N电极为呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极；(3)在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为TiAu、NiAu、TiAl、TiAg或NiAg。
附图1为本实用新型的结构示意图；附图2-4为本实用新型的桥式N电极型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氮化镓基基片——11 绝缘介质层——2 金属反射层——3p型掺杂GaN——p-GaNn型掺杂GaN——n-GaN具体实施方式
附图1为本实用新型桥式N电极型氮化镓基大管芯发光二极管的结构示意图，由图可知，本实用新型提供的桥式N电极型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电极和至少两个N电极；所述N电极为呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极；淀积在所述点状N电极之间的条状绝缘介质层2；以及蒸镀在所述绝缘介质层2上的金属反射薄膜层3。
所述条状绝缘介质层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压胺或光刻胶介质层。
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制备本实用新型所述的一桥式N电极型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基片上淀积一片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，如图2所示；(3)在N电极之间淀积一层厚度为200nm的SiO2绝缘介质层2，如图3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4所示，该Ti/Al金属反射薄膜层3与N电极相连接，如图1所示。
实施例2制备本实用新型所述的一桥式N电极型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基片上淀积一片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，如图2所示；(3)在N电极之间淀积一层厚度为300nm的条状氮化硅绝缘介质层2；(4)再在条状氮化硅绝缘介质层2上蒸镀厚度为100nm的NiAg金属反射薄膜层3，该NiAg金属反射薄膜层3与相应N电极相连接。
实施例3制备本实用新型所述的一桥式N电极型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基片上淀积一片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，如图2所示；
(3)在N电极之间淀积一层厚度为100nm的条状氧化铝绝缘介质层2；(4)再在条状氧化铝绝缘介质层2上蒸镀厚度为200nm的NiAu金属反射薄膜层3，该NiAu金属反射薄膜层3与相应N电极相连接。
实施例4制备本实用新型所述的一桥式N电极型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基片上淀积一片状P电极(制备于p型掺杂GaN表面)和呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极(制备于n型掺杂GaN表面)，如图2所示；(3)在N电极之间淀积一层厚度为2000nm的条状光刻胶绝缘介质层2(该条状绝缘介质层也可以为聚酰亚胺绝缘介质层)；(4)再在条状光刻胶绝缘介质层2上蒸镀厚度为300nm的TiAu金属反射薄膜层3，该TiAu金属反射薄膜层3与相应N电极相连接。
权利要求1.一种桥式N电极型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电极和至少两个N电极；其特征在于，所述N电极为呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极；淀积在所述点状N电极之间的条状绝缘介质层；以及蒸镀在所述条状绝缘介质层上，并与相应N电极相连接的金属反射薄膜层。
2.按权利要求1所述的桥式N电极型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所述的桥式N电极型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所述的桥式N电极型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所述的桥式N电极型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所述的桥式N电极型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为TiAu、NiAu、TiAl、TiAg或NiAg。
专利摘要本实用新型涉及一种可解决P电极和N电极边缘间发光损失的桥式N电极型氮化镓基大管芯发光二极管，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电极和至少两个N电极；N电极为呈点状分布于片状P电极之间的多个点状N电极；淀积在点状N电极之间的条状绝缘介质层；以及蒸镀在条状绝缘介质层上，并与相应N电极相连接的金属反射薄膜层。可以增加P型区面积，减小结电流密度，提高内、外量子效率，并且芯片有更高的饱和电流，大幅提高了倒装焊LED芯片的发光效率。
文档编号H01L33/00GK2805099SQ20052010753
公开日2006年8月9日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30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