[发明专利]一种倒装发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明领域，具体涉及一种倒装发光二极管结构以及其制备方法。

背景技术

近年来，氮化镓基发光二极管的发展受到了全世界的广泛关注。它具有超过5万小时以上的寿命，100lm/W以上的光效以及绿色环保等令人欢欣鼓舞的优点，各国政府也大力推进发光二极管的应用，并陆续提出了取消白炽灯的时间点。但是，如果要在普通照明、室外照明等领域全面取代白炽灯甚至荧光灯还受到亮度的限制。

提高亮度的重要方法是提高光效。由于正装芯片中的电极挡光、电流拥堵等缺点限制了光效提高，因此垂直结构和倒装结构被广泛采用。倒装结构的芯片由于电极都在底部，而出光方向是向上出光，所以避开了金属电极对光的阻挡和吸收。但是当前技术中所使用倒装结构的n电极制作需要刻蚀掉一部分p型层和有源层，露出n型层，然后在n型层表面制作n型电极。刻蚀掉一部分p型层和有源层的方法损失掉了有源层的面积，影响了光效的提升。另外，发光二极管芯片的侧壁出光也不能得到有效利用。

发明内容

本发明的目的在于改善现有倒装发光二极管中现有技术中的上述缺点，达到提高光效的目标。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是n型电极位于外延层侧壁结合电流阻挡层的发光二极管，其具体包括：

基板，表面具有p区金属部分、n区金属部分，且两者之间相互隔离；

P型外延层、有源层、n型外延层依次叠放于所述基板之上；

反射层，位于所述基板与p型外延层之间；

电流阻挡层，位于所述反射层与p型外延层之间，其所在位置使得电流不聚集在发光二级管的边缘；

绝缘保护层，包裹发光二极管侧壁，裸露一部分n型外延层侧壁；

P电极，连接所述金属反射层与基板的p区金属部分；

N电极，连接n型外延层侧壁与基板的n区金属部分。

优选地，所述N电极与所述n型外延层的侧壁接触，并且围绕着发光二极管一周。

优选地，述绝缘保护层包裹n型外延层和有源层的界面的侧壁和n型外延层的一部分侧壁，避免n电极和有源层直接接触。

在本发明的一些实施例中，所述反射层为金属反射层，所述电流阻挡层沿着反射层的边缘呈带状分布。

在本发明的一些实施例中，所述发光二极管结构还包括一电流扩展层，其同时与p型外延层和p电极接触，所述反射层为分布式布拉格反射层，覆盖在所述电流扩展层上，所述电流阻挡层沿着电流扩展层的边缘呈带状分布。

在本发明的一些实施例中，所述绝缘保护层为布拉格反射层。

上述发光二极管的制作方法，其工艺步骤包括：

1）提供一生长衬底，在其上依次外延形成n型外延层、有源层、p外延型层；

2）在p型外延层上依次形成电流阻挡层和反射层；

3）制作p电极，然后进行划裂形成芯粒；

4）提供一基板，其表面具有电极图案，分为p区金属部分、n区金属部分，且两者之间相互隔离，将前述芯粒连结于所述基板上，使p电极与基板的p区金属部分连接；

5）去除生长衬底； 

6）在发光二极管侧壁制作绝缘保护层，蚀刻绝缘保护层使其裸露一部分n型外延层侧壁；

7）作出n电极，其连接n型外延层侧壁与基板的n区金属部分；

8）进行划裂，获得倒装发光二极管芯粒。

在本发明的一些实施例中，所述步骤2）中形成的反射层为金属反射层，电流阻挡层沿着反射层的边缘呈带状分布。

在本发明的一些实施例中，所述步骤2）还包括：形成一电流扩展层，其同时与p型外延层和p电极接触，所述反射层为分布式布拉格反射层，覆盖在所述电流扩展层上，所述电流阻挡层沿着电流扩展层的边缘呈带状分布。

优选地，在步骤4）中所述基板的电极图案为周期性，通过扩膜后整片安装芯粒或者单颗逐一安装芯粒；步骤6）中蚀刻侧壁绝缘保护层的速率小于0.3um/min，以便精确控制蚀刻深度，确保与有源层邻接的n型外延层侧壁在蚀刻后仍被绝缘保护层覆盖；步骤7）中，形成的N电极与所述n型外延层的侧壁接触，并且围绕着发光二级。

本发明中，n电极位于发光二极管的侧壁，因此与倒装发光二级管现有技术相比，不需要蚀刻一部分有源层来制作n电极，因此不损失发光面积，从而提到了发光效率；与垂直结构相比，不存在电极挡光的缺点。另外，电流阻挡层的设计使电流不会在发光二极管的边缘聚集。