层上的用于填充盲孔的η型欧姆接触电极柱；所述η型欧姆接触电极层与反射层间设有绝缘层。
[0038]所述透明导电层为由铟锡氧化物层、金属线网格层、铟锡氧化物层组成的复合层；所述绝缘层的材料为S12、Si3N4, AlN或Al2O3。
[0039]所述金属线网格层的材料为Al、Ag、Au或Cu。
[0040]所述盲孔为周期性或非周期性分布。
[0041]实施例2
三维LED发光器件，包括LED芯片和散热基板，所述LED芯片上设有ρ型欧姆接触电极和η型欧姆接触电极；所述散热基板上设有若干个导电导热通孔，导电导热通孔内壁上依次沉积有绝缘层、种子层和导电导热金属孔芯；所述P型欧姆接触电极和η型欧姆接触电极通过金属引线焊接于导电导热金属孔芯上。
[0042]所述LED芯片(水平结构LED芯片)从下至上依次包括蓝宝石衬底、GaN或AlGaN层和η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层；所述η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层上分开设有η型欧姆接触电极和多量子阱发光层，多量子阱发光层上依次设有P型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、透明导电层和P型欧姆接触电极。P型欧姆接触电极71和η型欧姆接触电极72位于水平结构LED芯片的同侧，如图7所示。
[0043]水平结构LED芯片的ρ电极和η电极通过金属引线焊接在具有导电、导热通孔的散热基板上，通过分布于散热基板材料中的导电、导热通孔实现水平结构LED发光器件与外部电子线路的三维互连，如图14所示。
[0044]实施例3
三维LED发光器件，包括LED芯片和散热基板，所述LED芯片上设有ρ型欧姆接触电极和η型欧姆接触电极；所述散热基板上设有若干个导电导热通孔，导电导热通孔内壁上依次沉积有绝缘层、种子层和导电导热金属孔芯；所述P型欧姆接触电极和η型欧姆接触电极通过金属引线焊接于导电导热金属孔芯上。
[0045]所述LED芯片从上至下依次包括η型欧姆接触电极、GaN或AlGaN层、η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子讲发光层、ρ型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、透明导电层、反射层和P型欧姆接触电极。
[0046]导电衬底81作为垂直结构LED芯片的ρ电极，η电极82位于垂直结构LED芯片的顶部，如图8所示。
[0047]垂直结构LED芯片的导电衬底焊接在在具有导电、导热通孔的散热基板上，通过分布于散热基板材料中的导电、导热通孔实现垂直结构LED发光器件与外部电子线路的三维互连，如图15所示。
【主权项】
1.一种三维LED发光器件，其特征在于:包括LED芯片和散热基板，所述LED芯片上设有P型欧姆接触电极和η型欧姆接触电极；所述散热基板上设有若干个导电导热通孔，导电导热通孔内壁上依次沉积有绝缘层、种子层和导电导热金属孔芯；所述P型欧姆接触电极焊接于导电导热金属孔芯上。
2.根据权利要求1所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述η型欧姆接触电极焊接于导电导热金属孔芯上；所述导电导热金属孔芯包括上部、中部和下部，所述上部的直径大于导电导热通孔，所述下部的直径大于导电导热通孔的直径。
3.根据权利要求1所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述焊接为Au-N1-Sn共晶焊或金属引线焊接。
4.根据权利要求1或2所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述LED芯片从上至下依次包括GaN或AlGaN层、η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子阱发光层、P型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、透明导电层和反射层；所述反射层上设有贯穿反射层、透明导电层、P型掺杂的GaN或AlGaN半导体层和多量子讲发光层，且盲端位于η型掺杂的GaN或A1GaN半导体层的盲孔；所述盲孔的内侧壁上设有绝缘层，所述反射层上分开设有高度相同的嵌入式η型欧姆接触电极和P型欧姆接触电极，嵌入式η型欧姆接触电极包括嵌入式η型欧姆接触电极层和嵌入式η型欧姆接触电极层上的用于填充盲孔的η型欧姆接触电极柱；所述η型欧姆接触电极层与反射层间设有绝缘层。
5.根据权利要求4所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述透明导电层为由铟锡氧化物层、金属线网格层、铟锡氧化物层组成的铟锡氧化物层/金属线网格层/铟锡氧化物层复合层；所述绝缘层的材料为Si02、Si3N4、AlN或A1203。
6.根据权利要求5所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述金属线网格层的材料为 Al、Ag、Au 或 Cu。
7.根据权利要求4所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述盲孔为周期性或非周期性分布。
8.根据权利要求1或2所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述LED芯片从下至上依次包括蓝宝石衬底、GaN或AlGaN层和η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层；所述η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层上分开设有η型欧姆接触电极和多量子阱发光层，多量子阱发光层上依次设有P型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、透明导电层和P型欧姆接触电极。
9.根据权利要求1或2所述一种三维LED发光器件，其特征在于:所述LED芯片从上至下依次包括η型欧姆接触电极、GaN或AlGaN层、η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子阱发光层、P型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、透明导电层、反射层和ρ型欧姆接触电极。
10.一种制备权利要求1或5-7任一项所述一种三维LED发光器件的方法，其特征在于包括如下步骤: (1)在蓝宝石衬底上依次生长GaN或AlN缓冲层、η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子阱层和P型掺杂的GaN或AlGaN半导体层； (2)在ρ型掺杂的GaN或AlGaN半导体层上制备透明导电层；采用派射方式在透明导电层上制备反射层； (3)采用光刻、干法刻蚀法或湿法腐蚀法对反射层、透明导电层、ρ型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子阱(MQW)层、η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层进行微加工，制备贯穿反射层、透明导电层、P型掺杂的GaN或AlGaN半导体层和多量子阱层，且盲端位于η型掺杂的GaN或AlGaN半导体层的盲孔； (4)采用等离子体增强的化学气相沉法在盲孔内和反射层上沉积绝缘层；采用光刻和干法刻蚀法或湿法腐蚀法去除盲孔底部的绝缘层，保留盲孔侧壁的绝缘层，即得侧壁上沉积有绝缘层的盲孔； (5)采用溅射、蒸镀或电镀法在侧壁上沉积有绝缘层的盲孔内及其顶部上制备η型欧姆接触金属电极柱和η型欧姆接触金属电极层，在反射层上制备P型欧姆接触金属电极，即得LED芯片； (6)在散热基板材料中制备通孔，在通孔侧壁上沉积绝缘层和种子层，在通孔中填充导电导热材料，形成导电导热金属孔芯； (7)将LED芯片倒装焊接于散热基板的导电导热金属孔芯上，即得三维LED发光器件。
【专利摘要】本发明涉及一种三维LED发光器件，属于发光二极管领域。一种三维LED发光器件，包括LED芯片和散热基板，所述LED芯片上设有p型欧姆接触电极和n型欧姆接触电极；所述散热基板上设有若干个导电导热通孔，导电导热通孔内壁上依次沉积有绝缘层、种子层和导电导热金属孔芯；所述p型欧姆接触电极焊接于导电导热金属孔芯上。其优点为：本发明减小了LED发光器件的体积，增强了LED发光器件的发光效率和散热性能，提高了LED发光器件的可靠性。
【IPC分类】H01L33-62, H01L33-64, H01L33-00, H01L33-48
【公开号】CN104701437
【申请号】CN201510102013
【发明人】刘胜, 周圣军, 郑怀, 陈飞
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月9日