具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管，包括：承載基板（1）；承載基板（1）上的p型反射電極（2）；p型反射電極（2）上的p型半導(dǎo)體層（4）；p型半導(dǎo)體層（4）上的有源層（5）；有源層（5）上的n型半導(dǎo)體層（6）；以及n型半導(dǎo)體層（6）上的透明電極層（7），其中透明電極層（7）覆蓋整個倒裝發(fā)光二極管的頂面和側(cè)面，且透明電極層（7）的整個表面都具有粗化結(jié)構(gòu)（9）。本發(fā)明提出的方法制得的具有透明電極的發(fā)光二極管能提高集成度、簡化工藝，無需引線結(jié)構(gòu)，從而降低制造成本，且可提高光取出效率，從而提升整體發(fā)光效率。
【專利說明】具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體發(fā)光二極管的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)光強(qiáng)度高、光指向性強(qiáng)、能耗低、制造成本低廉等等，因此其應(yīng)用日益廣泛，特別是在照明方面有取代白熾燈和熒光燈的趨勢。倒裝(flip-chip)式發(fā)光二極管的優(yōu)點(diǎn)是散熱特性優(yōu)良且發(fā)光效率較高。且近年來，為了提高發(fā)光二極管的亮度，開發(fā)了垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，相對于正裝結(jié)構(gòu)，即平臺(mesa)結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管來說，垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管具有諸多優(yōu)點(diǎn)。垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的兩個電極分別處于發(fā)光二極管的兩側(cè)，電流幾乎全部垂直流過半導(dǎo)體外延層，沒有橫向流動的電流，因此電流分布均勻，產(chǎn)生的熱量相對較少。并且由于垂直結(jié)構(gòu)的兩個電極處于兩側(cè)，因此出光過程中不會受到同側(cè)電極的阻擋，其出光效率更高。
[0003]但是上述垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管存在的問題是，兩個電極分別處于發(fā)光二極管的兩側(cè)，造成集成度低、工藝復(fù)雜，且還需要引線結(jié)構(gòu)，且光取出效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提出了一種具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管。通過對該發(fā)光二極管的η型電極和P型電極的結(jié)構(gòu)和設(shè)置進(jìn)行改進(jìn)，能夠提高集成度、簡化工藝，無需引線結(jié)構(gòu)，從而降低制造成本。且本發(fā)明的具有透明電極的倒裝發(fā)光二極管可提高光取出效率，從而提升整體發(fā)光效率。
[0005]本發(fā)明提出的具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管包括:
[0006]承載基板(I);
[0007]承載基板(I)上的P型反射電極(2 );
[0008]P型反射電極(2)上的P型半導(dǎo)體層(4);
[0009]P型半導(dǎo)體層(4)上的有源層(5);
[0010]有源層(5)上的η型半導(dǎo)體層(6);以及
[0011]η型半導(dǎo)體層(6)上的透明電極層(7)，
[0012]其中透明電極層(7)覆蓋整個倒裝發(fā)光二極管的頂面和側(cè)面，且透明電極層(7)的整個表面都具有粗化結(jié)構(gòu)(9)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管的截面圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管的制造中的截面圖；
[0015]圖3是圖2的制造中的具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管的俯視圖?！揪唧w實施方式】
[0016]以下參考圖1-3詳細(xì)說明本發(fā)明的具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管及其制造方法。為清楚起見，附圖中所示的各個結(jié)構(gòu)均未按比例繪制，且本發(fā)明并不限于圖中所示結(jié)構(gòu)。
[0017]首先參考圖1，具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管包括承載基板(I);承載基板
(1)上的P型反射電極(2)；p型反射電極(2)上的P型半導(dǎo)體層(4) ；p型半導(dǎo)體層(4)上的有源層(5);有源層(5)上的η型半導(dǎo)體層(6);以及η型半導(dǎo)體層(6)上的透明電極層(7)，其中透明電極層(7)覆蓋整個倒裝發(fā)光二極管的頂面和側(cè)面，且透明電極層(7)的整個表面都具有粗化結(jié)構(gòu)(9)。
[0018]承載基板(I)可以是具有高反射性的金屬材料，例如Al、Au、Ag、Pt、N1、Cu、Ti或上述金屬材料的組合。
[0019]P型反射電極(2)是具有高反射性的金屬材料，例如Al、Au、Ag、Pt、N1、Cu、Ti或上述金屬材料的組合而成的多層電極。
[0020]P型半導(dǎo)體層(4)、有源層(5)以及η型半導(dǎo)體層(6)的材料例如是II1- V族半導(dǎo)體材料，例如GaN、AlN、InGaN、AlGaN等等。
[0021]透明電極層(7)是透明導(dǎo)電氧化物(TC0)，具體可以是氧化銦錫(ΙΤ0)、ZnO, ΑΖ0、ATO、FTO、SnO2等中的一種或多種或上述材料的復(fù)合薄膜。
[0022]而且如圖1和3中所示，P型反射電極(2)以及P型半導(dǎo)體層(4)在俯視圖中的面積小于有源層(5)以及η型半導(dǎo)體層(6)的面積，即通過刻蝕而蝕刻掉部分P型反射電極
(2)以及P型半導(dǎo)體層(4)，從而露出部分有源層(5)，從而形成臺階結(jié)構(gòu)，且在臺階結(jié)構(gòu)中填充透明絕緣層(3)，例如Al2O315且透明電極層(7)覆蓋整個倒裝發(fā)光二極管的頂面和側(cè)面，具體參見圖3，透明電極層(7)覆蓋倒裝發(fā)光二極管的頂面，也就是覆蓋整個η型半導(dǎo)體層(6)，并且覆蓋整個倒裝發(fā)光二極管的側(cè)面，也就是覆蓋倒裝發(fā)光二極管的四個側(cè)面。而且透明電極層(7)用作倒裝發(fā)光二極管的η電極，而且為了使得用作倒裝發(fā)光二極管的η電極的透明電極層(7)與P型反射電極(2)之間彼此絕緣，以防止短路，在覆蓋倒裝發(fā)光二極管的四個側(cè)面的透明電極層(7)與P型反射電極(2)之間具有上述透明絕緣層(3)。
[0023]而且透明電極層(7)的整個表面都具有粗化結(jié)構(gòu)(9)，粗化結(jié)構(gòu)(9)如下形成:將含鈦納米粒子分散液旋涂在透明電極層(7)的整個表面，從而形成單層鈦納米粒子薄膜；對單層鈦納米粒子薄膜進(jìn)行烘干，形成ICP刻蝕所需的單層鈦納米粒子的掩模層；利用單層鈦納米粒子的掩模層對透明電極層(7)進(jìn)行ICP刻蝕，從而在透明電極層(7)的整個表面上形成粗化結(jié)構(gòu)(9);去除單層鈦納米粒子的掩模層。且粗化結(jié)構(gòu)(9)的粗糙度Ra為lnm-lOnm,優(yōu)選 2.5nm、3.5nm、4.5nm、6.5nm、8.5nm、9.5nm。
[0024]以下說明本發(fā)明的具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管的制造方法。具體參考圖1-2。
[0025](I)提供生長襯底，在其上順序形成η型半導(dǎo)體層(6)、有源層(5)、ρ型半導(dǎo)體層
(4)以及ρ型反射電極(2);
[0026](2)對部分ρ型半導(dǎo)體層(4)以及ρ型反射電極(2)進(jìn)行蝕刻以露出部分有源層
(5)，從而形成臺階結(jié)構(gòu)；
[0027](3)將透明絕緣材料填充進(jìn)臺階結(jié)構(gòu)，從而形成透明絕緣層(3)；[0028](4)將所得結(jié)構(gòu)倒置，將其設(shè)置在承載基板(I)上，并剝離生長襯底，從而露出η型半導(dǎo)體層(6)；
[0029](5)在露出的η型半導(dǎo)體層(6)上形成透明電極層(7)；
[0030](6)形成通槽(8)，其穿透透明電極層(7)、η型半導(dǎo)體層(6)、有源層(5)、透明絕緣層(3)，且通槽(8)具有內(nèi)側(cè)壁(8b)和外側(cè)壁(8a)；
[0031](7)在通槽(8)中填充用于透明電極層(7)的透明導(dǎo)電材料，例如ITO、ZnO、AZO、ATO, FTO, SnO2等中的一種或多種或上述材料的復(fù)合薄膜；
[0032](8)利用外側(cè)壁(8a)作為切割邊界，對倒裝發(fā)光二極管進(jìn)行切割，從而去除部分透明電極層(7)、η型半導(dǎo)體層(6)、有源層(5)、透明絕緣層(3)，從而在整個倒裝發(fā)光二極管的四個側(cè)面以及頂面上都形成了透明電極層(7)；
[0033](9)將含鈦納米粒子分散液旋涂在透明電極層(7)的整個表面，從而形成單層鈦納米粒子薄膜；對單層鈦納米粒子薄膜進(jìn)行烘干，形成ICP刻蝕所需的單層鈦納米粒子的掩模層；利用單層鈦納米粒子的掩模層對透明電極層(7)進(jìn)行ICP刻蝕，從而在透明電極層
(7)的整個表面上形成粗化結(jié)構(gòu)(9);去除單層鈦納米粒子的掩模層。由此形成本發(fā)明的具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管。
[0034]至此，上述描述已經(jīng)詳細(xì)的說明了本發(fā)明的具有透明電極的倒裝發(fā)光二極管及其制造方法，相對于現(xiàn)有方法制得的發(fā)光二極管，本發(fā)明提出的方法制得的發(fā)光二極管能提高集成度、簡化工藝，無需引線結(jié)構(gòu)，從而降低制造成本。且本發(fā)明的具有透明電極的倒裝發(fā)光二極管可提高光取出效率，從而提升整體發(fā)光效率。前文描述的實施例僅僅只是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其并非用于限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神的前提下，可對本發(fā)明做任何的修改，而本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有粗化透明電極的倒裝發(fā)光二極管，包括: 承載基板(I); 承載基板(I)上的P型反射電極(2 ); P型反射電極(2)上的P型半導(dǎo)體層(4)； P型半導(dǎo)體層(4)上的有源層(5); 有源層(5)上的η型半導(dǎo)體層(6);以及 η型半導(dǎo)體層(6)上的透明電極層(7)， 其中透明電極層(7)覆蓋整個倒裝發(fā)光二極管的頂面和側(cè)面，且透明電極層(7)的整個表面都具有粗化結(jié)構(gòu)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒裝發(fā)光二極管，其中粗化結(jié)構(gòu)(9)的粗糙度Ra為Inm-1Onm,優(yōu)選 2.5nm、3.5nm、4.5nm、6.5nm、8.5nm、9.5nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒裝發(fā)光二極管，其中透明絕緣層(3)夾持在覆蓋倒裝發(fā)光二極管的側(cè)面的透明電極層(7 )與承載基板(I)上的P型反射電極(2 )之間，以使透明電極層(7)與P型反射電極(2)彼此絕緣，且透明絕緣層(3)例如是Al2O315
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒裝發(fā)光二極管，其中透明電極層(7)是ITO、ZnO、AZO、ATO、FTO、SnO2等中的一種或多種或上述材料的復(fù)合薄膜。
【文檔編號】H01L33/42GK103594592SQ201310554460
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】張翠 申請人:溧陽市江大技術(shù)轉(zhuǎn)移中心有限公司