[发明专利]具有布拉格反射层的倒装芯片发光二级管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光二级管技术领域，尤其涉及一种倒装芯片型发光二级管及其制备方法。

背景技术

发光二极管器件的生产制造过程主要包括以下三大工艺步骤：外延工艺、芯片工艺和封装工艺。

外延工艺是在衬底材料上依次生长多层薄膜，包括N型层、发光层和P型层，在正向电场的作用下，发光层呈现360度角发光，上、下两面均有光线射出。图1和图2是以蓝宝石衬底的外延片A的结构示意图，在蓝宝石衬底100上依次为N型层101、发光层102和P型层103。

芯片工艺是在外延片A的P型层103和N型层101上制作电极，使其具备电路导通的功能。如图3和图4所示，为外延片在芯片工艺完成后的结构示意图。如图3所示，根据后续使用功率的需求，外延片A在芯片工艺完成后可切割成不同的尺寸大小。制作N电极104时需要刻除部分发光层102，从而占用一定的发光面积；而且电极为不透明材料，也阻挡吸收了部分光线。为了改善电场分布均匀性，并提升发光层光线的取出效率，芯片结构具有不同的设计方案，同时对单面出光要求的应用，芯片可设置一反射层。

芯片根据工艺可分为正装芯片和倒装芯片，正装芯片通常是用来进行传统的小功率发光二级管的封装，倒装芯片通常是用来封装大功率发光二级管。

图5为现有技术中一种正装芯片的结构示意图，如图5所示，在正装芯片结构中，一般在P型层103的表面增加一层透明导电层106，透明导电层106与P型层103经微合金工艺形成欧姆接触，透明导电层106通常是氧化铟锡，P电极105通过透明导线层106实现横向电路导通，N电极104与N型层101导通；在蓝宝石衬底100的底部设置一层布拉格反射层107，布拉格反射层107的工艺顺序在蓝宝石衬底100减薄之后，布拉格反射层的材料一般是二氧化硅和二氧化钛的多层交替叠加。其中，透明导电层106的透光率一般在90%～94%之间，布拉格反射层107的反射率在98%～99.5%之间。

图6为现有技术中一种倒装芯片的结构示意图。如图6所示，在倒装芯片结构中，一般在P型层103的表面增加一层金属反射层108，实现反射光线和横向导电的作用。该金属反射层108一般是银材料，初始银镀膜反射率可达96%。由于该金属反射层108直接跟P型层103接触，所以在工艺顺序上一般是整个工艺流程的第一道主要工序。在镀完金属反射层108后，为了实现P型层103的欧姆接触，需要进行微合金工艺。由于微合金工艺一般温度超过200℃，导致之前镀的银反射层出现集聚的现象，反射率随之降低，虽然银颗粒一般有其它材料保护，如钛、钨，但反射效果仍大幅度降低。在完成后续芯片工艺后，金属反射层108的反射率可能降低10%左右。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种可有效提升光效的倒装芯片放光二极管及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

具有布拉格反射层的倒装芯片发光二极管，包括：衬底材料；形成于所述衬底材料上的N型层、发光层和P型层；形成于所述N型层上的N电极；所述P型层上形成有多个分散设置的P电极；在所述P型层表面设置布拉格反射层，所述P电极凸出于所述布拉格反射层并在所述布拉格反射层表面形成凸点。

进一步的具体方案为：所述P电极呈同心圆环阵列形式排列。

进一步的具体方案为：所述N电极位于所述芯片的几何中心。

进一步的具体方案为：所述P电极呈矩阵形式排列。

进一步的具体方案为：所述N型层上形成有4个分散设置的N电极，所述4个N电极分别位于所述芯片的四个角位置。

进一步的具体方案为：还包括用于连接所述多点设置的P电极的电极连接层，所述电极连接层位于所述布拉格反射层表面。

进一步的具体方案为：所述电极连接层为金属连接层。

进一步的具体方案为：所述电极连接层为封装基板线路层。

进一步的具体方案为：还包括位于所述P电极和N电极之间的绝缘层，形成P、N双电极焊接结构。

一种具有布拉格反射层的倒装芯片发光二极管的制备方法，包括以下步骤：

制作外延片：在衬底材料上形成N型层、发光层和P型层；

制作电极：在P型层的多个位置制作欧姆接触材料，光刻出P电极图案，进行金属-半导体微合金工艺，经沉积、光刻后形成P电极，光刻工艺后P电极露出于P型层，且P电极多点分散设置于P型层上；刻除部分发光层，在N型层上制作欧姆接触材料，光刻出N电极图案，进行金属-半导体微合金工艺，经沉积、光刻后形成N电极，光刻工艺后N电极露出于N型层；