本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管及其制作方法，特別是涉及一種可有有效增加亮度的倒裝發(fā)光二極管及其制作方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體照明作為新型高效固體光源，具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保、安全等顯著優(yōu)點(diǎn)，將成為人類(lèi)照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，其應(yīng)用領(lǐng)域正在迅速擴(kuò)大，正帶動(dòng)傳統(tǒng)照明、顯示等行業(yè)的升級(jí)換代，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益巨大。正因如此，半導(dǎo)體照明被普遍看作是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來(lái)幾年光電子領(lǐng)域最重要的制高點(diǎn)之一。發(fā)光二極管LED是由如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子一部分與多數(shù)載流子復(fù)合而發(fā)光。

當(dāng)前全球能源短缺的憂(yōu)慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來(lái)面臨的重要的問(wèn)題，在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以L(fǎng)ED為代表的新型照明光源時(shí)代。

LED被稱(chēng)為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。

隨著LED燈市場(chǎng)爆發(fā)的日益臨近，LED封裝技術(shù)的研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈。LED封裝的發(fā)展趨勢(shì)是體積更小，重量更輕，倒裝封裝技術(shù)正是順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)而產(chǎn)生的。與傳統(tǒng)的引線(xiàn)連接的封裝方式相比，倒裝封裝技術(shù)具有封裝密度高，電和熱性能優(yōu)良，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)有的倒裝結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管的反射層通常直接制作于ITO層上，光線(xiàn)的反射需要進(jìn)過(guò)兩次的ITO層，造成了部分的光線(xiàn)衰減。另外，ITO的導(dǎo)電能力不如Ag等金屬，也容易造成電流的浪費(fèi)。

基于以上所述，提供一種可以有效提供倒裝結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管光線(xiàn)反射效率及電流效率的倒裝發(fā)光二極管實(shí)屬必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種倒裝發(fā)光二極管及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中倒裝發(fā)光二極管反射效率及電流利用率不夠高的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種倒裝發(fā)光二極管的制作方法，所述制作方法包括步驟：步驟1)，提供一生長(zhǎng)襯底，于所述生長(zhǎng)襯底上形成發(fā)光外延結(jié)構(gòu)，并刻蝕出N電極臺(tái)階；步驟2)，于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)表面形成ITO層，并于所述ITO層中形成圖形孔洞結(jié)構(gòu)；步驟3)，于所述ITO層及圖形孔洞結(jié)構(gòu)內(nèi)制作Ag反射層，使得所述Ag反射層同時(shí)與ITO層及發(fā)光外延結(jié)構(gòu)接觸，所述Ag反射層中定義有P焊盤(pán)區(qū)域；步驟4)，于所述N電極臺(tái)階制作N焊盤(pán)，于所述P焊盤(pán)區(qū)域制作P焊盤(pán)。

作為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，步驟2)中，還包括：步驟a)，采用光刻-刻蝕工藝去除切割道區(qū)域的ITO層；步驟b)，采用光刻-刻蝕工藝對(duì)切割道區(qū)域內(nèi)裸露出的發(fā)光外延結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，獲得發(fā)光外延結(jié)構(gòu)斜面?zhèn)缺凇?/p>

優(yōu)選地，步驟a)中，光刻-刻蝕工藝所采用的掩膜包括二氧化硅層及光刻膠層的疊層。

優(yōu)選地，步驟b)中，對(duì)發(fā)光外延結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕的深度范圍為6-8μm，所述斜面?zhèn)缺诘膶挾确秶鸀?-4μm。

作為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，步驟2)中，所述圖形孔洞結(jié)構(gòu)的形狀包括三角形、圓形、矩形、菱形、梯形及不規(guī)則圖形中的一種或兩種以上組合，所述圖形孔洞結(jié)構(gòu)包含的圖形數(shù)量為1個(gè)或2個(gè)以上。

作為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，步驟3)包括：步驟3-1)，于所述ITO層表面形成光刻膠；步驟3-2)，采用曝光的方法去除欲制備Ag反射層區(qū)域的光刻膠，保留包括P焊盤(pán)區(qū)域的光刻膠；步驟3-3)，采用蒸鍍或?yàn)R射工藝于Ag反射層區(qū)域及光刻膠表面形成Ag金屬層；步驟3-4)，采用金屬剝離工藝去除光刻膠表面的Ag金屬層，形成Ag反射層。

作為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的制作方法的一種優(yōu)選方案，步驟4)之后還包括沉積二氧化硅保護(hù)層的步驟。

本實(shí)用新型還提供一種倒裝發(fā)光二極管，包括：生長(zhǎng)襯底；發(fā)光外延結(jié)構(gòu)，形成于所述生長(zhǎng)襯底之上，所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)中形成有N電極臺(tái)階；ITO層，形成于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)表面，所述ITO層中形成有圖形孔洞結(jié)構(gòu)；Ag反射層，形成所述ITO層及圖形孔洞結(jié)構(gòu)內(nèi)，并同時(shí)與ITO層及發(fā)光外延結(jié)構(gòu)接觸，所述Ag反射層中定義有P焊盤(pán)區(qū)域；N焊盤(pán)，形成于所述N電極臺(tái)階上；P焊盤(pán)，形成于所述P焊盤(pán)區(qū)域上。

作為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的一種優(yōu)選方案，所述圖形孔洞結(jié)構(gòu)的形狀包括三角形、圓形、矩形、菱形、梯形及不規(guī)則圖形中的一種或兩種以上組合，所述圖形孔洞結(jié)構(gòu)包 含的圖形數(shù)量為1個(gè)或2個(gè)以上。

作為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的一種優(yōu)選方案，所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)具有斜面?zhèn)缺凇?/p>

進(jìn)一步地，所述斜面?zhèn)缺诘母叨确秶鸀?-8μm，寬度為1-4μm。

作為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的一種優(yōu)選方案，還包括二氧化硅保護(hù)層，形成于所述倒裝發(fā)光二極管表面。

如上所述，本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管及其制作方法，具有以下有益效果：本實(shí)用新型在濺射或蒸鍍的ITO層上腐蝕或刻蝕出圓形、方形、菱形等或其它不規(guī)則圖形以單一或組合形式存在，接著蒸鍍或?yàn)R射Ag反射層使其分別與ITO層與氮化鎵發(fā)光外延接觸，使得部分光線(xiàn)不需要進(jìn)入ITO層就可以被反射出去，提高了發(fā)光二極管的亮度。另外，Ag同時(shí)與氮化鎵及ITO層接觸，提高了導(dǎo)電率，從而提高了電流的效率。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及方法簡(jiǎn)單，在發(fā)光二極管制造領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1～圖8顯示為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的制作方法各步驟所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖8顯示為本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

101 生長(zhǎng)襯底

102 N-GaN層

103 多量子阱層

104 P-GaN層

105 N電極臺(tái)階

106 ITO層

107 孔洞

108 Ag反射層

109 N焊盤(pán)

110 P焊盤(pán)

111 二氧化硅保護(hù)層

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所 揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖1～圖8。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖示中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

如圖1～圖8所示，本實(shí)施例提供一種倒裝發(fā)光二極管的制作方法，所述制作方法包括步驟：

如圖1～圖2所示，首先進(jìn)行步驟1)，提供一生長(zhǎng)襯底101，于所述生長(zhǎng)襯底101上形成發(fā)光外延結(jié)構(gòu)，并刻蝕出N電極臺(tái)階105。

作為示例，所述生長(zhǎng)襯底101包括藍(lán)寶石襯底、硅襯底、氮化硅襯底等，且并不限于此處所列舉的示例。所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)包括依次層疊的N-GaN層102、多量子阱層103及P-GaN層104，所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)可以采用如化學(xué)氣相沉積法(CVD)等工藝制備。

如圖3～圖4所示，然后進(jìn)行步驟2)，于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)表面形成ITO層106，并于所述ITO層106中形成圖形孔洞107結(jié)構(gòu)。

作為示例，步驟2)中，采用蒸鍍或者濺射的方法制作所述ITO層106，然后采用干法刻蝕工藝或濕法腐蝕工藝于所述ITO層106中形成圖形孔洞107結(jié)構(gòu)。

所述圖形孔洞107結(jié)構(gòu)的形狀包括三角形、圓形、矩形、菱形、梯形及不規(guī)則圖形中的一種或兩種以上組合，所述圖形孔洞107結(jié)構(gòu)包含的圖形數(shù)量為1個(gè)或2個(gè)以上。各圖形的尺寸可以相同或者不同。在本實(shí)施例中，所述圖形孔洞107結(jié)構(gòu)包括多個(gè)周期性排列的圓形孔洞107，制作圓形孔洞107的工藝較簡(jiǎn)單，可以節(jié)省工藝成本，另外，圓形孔洞107可以增加后續(xù)Ag反射層108的填充面積，提高反射率。

在本實(shí)施例中，步驟2)中，還包括：

步驟a)，采用光刻-刻蝕工藝去除切割道區(qū)域的ITO層106，去除切割道區(qū)域的ITO層106可以與制作圖形孔洞107結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行。其中，所述光刻-刻蝕工藝所采用的掩膜包括二氧化硅層及光刻膠層的疊層。

步驟b)，采用光刻-刻蝕工藝對(duì)切割道區(qū)域內(nèi)裸露出的發(fā)光外延結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕，獲得發(fā)光外延結(jié)構(gòu)斜面?zhèn)缺?，其中，?duì)發(fā)光外延結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕的深度范圍為6-8μm，所述斜面?zhèn)缺诘膶挾确秶鸀?-4μm。所述斜面?zhèn)缺诳捎行Ы档桶l(fā)光外延結(jié)構(gòu)側(cè)壁的全反射，提高出光。

如圖5所示，接著進(jìn)行步驟3)，于所述ITO層106及圖形孔洞107結(jié)構(gòu)內(nèi)制作Ag反射 層108，使得所述Ag反射層108同時(shí)與ITO層106及發(fā)光外延結(jié)構(gòu)接觸，所述Ag反射層108中定義有P焊盤(pán)區(qū)域。

作為示例，步驟3)包括：

步驟3-1)，于所述ITO層106表面形成光刻膠。

步驟3-2)，采用曝光的方法去除欲制備Ag反射層108區(qū)域的光刻膠，保留包括P焊盤(pán)區(qū)域的光刻膠，以定義出P焊盤(pán)區(qū)域，后續(xù)制作的P焊盤(pán)110可以直接與ITO層106接觸，提高P焊盤(pán)110的結(jié)合強(qiáng)度。

步驟3-3)，采用蒸鍍或?yàn)R射工藝于Ag反射層108區(qū)域及光刻膠表面形成Ag金屬層。

步驟3-4)，采用金屬剝離工藝去除光刻膠表面的Ag金屬層，形成Ag反射層108。

本實(shí)用新型在濺射或蒸鍍的ITO層106上腐蝕或刻蝕出圓形、方形、菱形等或其它不規(guī)則圖形以單一或組合形式存在，接著蒸鍍或?yàn)R射Ag反射層108使其分別與ITO層106與氮化鎵發(fā)光外延接觸，使得部分光線(xiàn)不需要進(jìn)入ITO層106就可以被反射出去，提高了發(fā)光二極管的亮度。另外，Ag同時(shí)與氮化鎵及ITO層106接觸，提高了導(dǎo)電率，從而提高了電流的效率。

如圖6～圖8所示，最后進(jìn)行步驟4)，于所述N電極臺(tái)階105制作N焊盤(pán)109，于所述P焊盤(pán)區(qū)域制作P焊盤(pán)110。

另外，在本實(shí)施例中，步驟4)之后還包括沉積二氧化硅保護(hù)層111的步驟。

最后，如圖8所示，可以通過(guò)倒裝工藝將所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)倒裝于支撐襯底上，完成倒裝發(fā)光二極管的制作。

如圖8所示，本實(shí)施例還提供一種倒裝發(fā)光二極管，包括：生長(zhǎng)襯底101；發(fā)光外延結(jié)構(gòu)，形成于所述生長(zhǎng)襯底101之上，所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)中形成有N電極臺(tái)階105；ITO層106，形成于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)表面，所述ITO層106中形成有圖形孔洞107結(jié)構(gòu)；Ag反射層108，形成所述ITO層106及圖形孔洞107結(jié)構(gòu)內(nèi)，并同時(shí)與ITO層106及發(fā)光外延結(jié)構(gòu)接觸，所述Ag反射層108中定義有P焊盤(pán)區(qū)域；N焊盤(pán)109，形成于所述N電極臺(tái)階105上；P焊盤(pán)110，形成于所述P焊盤(pán)區(qū)域上。

作為示例，所述生長(zhǎng)襯底101包括藍(lán)寶石襯底、硅襯底、氮化硅襯底等，且并不限于此處所列舉的示例。所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)包括依次層疊的N-GaN層102、多量子阱層103及P-GaN層104。

作為示例，所述圖形孔洞107結(jié)構(gòu)的形狀包括三角形、圓形、矩形、菱形、梯形及不規(guī)則圖形中的一種或兩種以上組合，所述圖形孔洞107結(jié)構(gòu)包含的圖形數(shù)量為1個(gè)或2個(gè)以上。

作為示例，所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)具有斜面?zhèn)缺?。進(jìn)一步地，所述斜面?zhèn)缺诘母叨确秶鸀?6-8μm，寬度為1-4μm。

作為示例，還包括二氧化硅保護(hù)層111，形成于所述倒裝發(fā)光二極管表面。

如上所述，本實(shí)用新型的倒裝發(fā)光二極管及其制作方法，具有以下有益效果：本實(shí)用新型在濺射或蒸鍍的ITO層106上腐蝕或刻蝕出圓形、方形、菱形等或其它不規(guī)則圖形以單一或組合形式存在，接著蒸鍍或?yàn)R射Ag反射層108使其分別與ITO層106與氮化鎵發(fā)光外延接觸，使得部分光線(xiàn)不需要進(jìn)入ITO層106就可以被反射出去，提高了發(fā)光二極管的亮度。另外，Ag同時(shí)與氮化鎵及ITO層106接觸，提高了導(dǎo)電率，從而提高了電流的效率。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及方法簡(jiǎn)單，在發(fā)光二極管制造領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。