一种ODR结构的倒装发光二极管及制备方法、倒装高压LED与流程

本发明涉及发光二极管技术领域，特别涉及一种ODR结构的倒装发光二极管及制备方法、倒装高压LED。

背景技术：

倒装LED的结构通常包括依次设置的衬底、N型层、有源区和P型层，通过刻蚀LED芯片形成台阶，将N型层裸露出来，在未刻蚀的P型层表面形成P电极金属，在N型的台阶面上形成N电极金属，在P型层表面设置有反射镜结构，反射镜结构之上包覆有绝缘层，绝缘层之上是与电极金属接触的金属焊盘。

目前主流的反射镜结构有Ag结构，或DBR结构。采用Ag结构的倒装LED，由于Ag是不稳定的金属，容易氧化导致反色率下降，同时容易迁移形成漏电通道降低芯片良率。DBR结构性能稳定，但是反射率不如Ag。

ODR结构常用于正装LED的制程中，如中国专利CN201310455672.7，用DBR结构替代传统的CB层，通过DBR和电极金属形成ODR结构；或如中国专利CN201110438684.X，在芯片背面制作图形化，并用ODR结构替代DBR结构。但是ODR结构在倒装LED中鲜有应用，仅有中国专利CN201310096118.4提出在ITO+DBR制程的倒装LED中，在DBR上生长金属形成ODR结构。

鉴于此，本发明人为此研制出一种ODR结构的倒装发光二极管，相比与已有方案，节省额外蒸镀所需的工艺步骤和材料消耗，提高倒装LED和倒装高压LED的芯片亮度，降低了芯片成本，本案由此产生。

技术实现要素：

本发明提供的一种ODR结构的倒装发光二极管及制备方法，以及一种倒装高压LED，提高了芯片亮度，同时节省了工艺步骤和材料消耗，降低了芯片成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种ODR结构的倒装发光二极管，包括衬底、N型层、有源层、P型层、电流扩展层、DBR层和Ag反射层，衬底上依次设置N型层、有源层和P型层，P型层和有源层刻蚀形成台阶裸露出部分N型层，P型层和裸露出的N型层上形成电流扩展层，电流扩展层上形成DBR层，DBR层刻蚀裸露出部分电流扩展层，DBR层和裸露出的部分电流扩展层上形成Ag反射层，Ag反射层经剥离分别形成和P型层与N型层上的电流扩展层欧姆接触的P接触金属层和N接触金属层。

还包括绝缘层、N电极和P电极，P接触金属层和N接触金属层上形成绝缘层、P电极和N电极。

所述N型层为N-GaN层，所述P型层为P-GaN层。

本发明还提供一种ODR结构的倒装发光二极管的制备方法，包括如下步骤：

S1：在衬底上依次生成N型层、有源层和P型层；

S2：通过刻蚀裸露出部分N型层；

S3：在P型层和裸露出N型层表面形成电流扩展层；

S4：在表面蒸镀DBR层；

S5：将DBR层刻蚀后裸露出P型层和N型层上的电流扩展层；

S6：在表面溅射Ag反射层，Ag反射层通过剥离形成P接触金属层和N接触金属层；

S7：在表面生长绝缘层，经刻蚀裸露出部分P接触金属层和N接触金属层，再在表面蒸镀金属电极，通过剥离，形成P电极和N电极。

本发明还提供一种倒装高压LED，包括由上述多个发光二极管串联形成，其中前一个发光二极管的P接触金属层和后一个发光二极管的N接触金属层相连接，前一个发光二极管的P接触金属层和后一个发光二极管的N接触金属层均为通过同一步工艺形成的Ag反射层，其中在初端发光二极管和末端发光二极管上分别接高压电极的正负极。

采用上述方案后，本发明通过Ag反射层和DBR一起形成ODR结构，有效的提高了不同角度入射光的反射率，从而提高发光二级管的亮度。在N-GaN表面设置有电流扩展层，通过Ag反射层和电流扩展层接触，而不需要额外蒸镀金属与N-GaN形成欧姆接触，节省额外蒸镀所需的工艺步骤和材料消耗，降低芯片成本。

另外，对于倒装高压LED，该Ag反射层既可以作为形成ODR结构的高反射金属，又可以作为相同结构LED芯片原胞之间的互联金属，节省了工艺步骤，提高了芯片的亮度。

附图说明

图1是本实施例倒装发光二极管的俯视示意图；

图2是图1A-A向的剖视图；

图3是本实施例倒装高压LED的俯视示意图；

图4是本实施例倒装高压LEDP接触金属层和N接触金属层互联的结构示意图。

标号说明

发光二极管10，衬底101，N型层102，有源层103，P型层104，电流扩展层105，DBR层106，P接触金属层107，N接触金属层108，绝缘层109，P电极110，N电极111。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1-2所示，是本发明揭示的一种ODR结构的倒装发光二极管10，主要包括衬底101、N型层102、有源层103、P型层104、电流扩展层105、DBR层106和Ag反射层。

衬底101上依次设置N型层102、有源层103和P型层104，P型层104和有源层103刻蚀形成台阶裸露出部分N型层102，P型层104和裸露出的N型层102上形成电流扩展层105。

电流扩展层105上形成DBR层106，DBR层106刻蚀裸露出部分电流扩展层105，DBR层106和裸露出的部分电流扩展层105上形成Ag反射层。Ag反射层经剥离分别形成P接触金属层107和N接触金属层108，P接触金属层107和N接触金属层108分别与P型层104和N型层102上的电流扩展层105欧姆接触。

由于Ag不能与N型层形成良好的欧姆接触，因此在其之间设置电流扩展层，无需额外蒸镀金属与N型层欧姆接触，有效节省了工艺步骤和材料，降低芯片成本。

P接触金属层107和N接触金属层108上还形成绝缘层109、P电极110和N电极111。

其中发光二极管10为氮化镓基二极管，即N型层102为N-GaN层，P型层104为P-GaN层。

本发明通过Ag反射层和DBR一起形成ODR（全方位反射镜）结构，有效的提高了不同角度入射光的反射率，从而提高发光二级管的亮度。

同时将Ag反射层直接形成的P接触金属层107和N接触金属层108，作为P型层104和N型层102的欧姆接触。由于Ag不能与N型层102和P型层104形成良好的欧姆接触，因此在其之间还设置电流扩展层105。

上述具有ODR结构的倒装发光二极管10的制备方法，包括如下步骤：

S1：在衬底101上一次生成N型层102、有源层103和P型层104；

S2：通过刻蚀裸露出N型层102；

S3：在P型层104和裸露出N型层102表面形成电流扩展层105；

S4：在表面蒸镀DBR层106；

S5：将DBR层106刻蚀后裸露出P型层104和N型层102上的电流扩展层105；

S6：在表面溅射Ag反射层，Ag反射层通过剥离形成P接触金属层107和N接触金属层108；

S7：在表面生长绝缘层109，经刻蚀裸露出部分P接触金属层107和N接触金属层108，再在表面蒸镀金属电极，通过剥离，形成P电极110和N电极111。

如图3-4所示，本发明还提供一种倒装高压LED，包括由上述的多个发光二极管10串联形成，其中前一个发光二极管10的P接触金属层107和后一个发光二极管10的N接触金属层108相互联。制备方法与上述发光二极管10的制备方法基本一致，不同在于互联的P接触金属层107和N接触金属层108为在S6步骤中一起形成的Ag反射层。

Ag反射层（P接触金属层107，N接触金属层108）既可以作为形成ODR结构的高反射金属，又可以作为原胞之间的互联金属，节省了工艺步骤，提高了芯片的亮度。其中在初端发光二极管10和末端发光二极管10上分别接高压电极的正负极，电流方向如图4所示。其中加在两端的电压值，通过流经每个发光二极管10本身产生的压降即可得出。

目前LED芯片在制作时，采用多个LED芯片一同制造，本说明书所述原胞，指在LED芯片一同制作过程中，结构一致的单个LED芯片单元。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。