[发明专利]一种倒装发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种GaN基倒装发光二极管。

背景技术

半导体发光二极管的优点在于发光强度高、光指向性强、能耗低、制造成本低廉等等，因此其应用日益广泛，特别是在照明方面有取代白炽灯和荧光灯的趋势。倒装（flip-chip）式发光二极管的优点是散热特性优良且发光效率较高。且近年来，为了提高发光二极管的亮度，开发了垂直结构的发光二极管，相对于正装结构，即平台（mesa）结构的发光二极管来说，垂直结构的发光二极管具有诸多优点。垂直结构发光二极管的两个电极分别处于发光二极管的两侧，电流几乎全部垂直流过半导体外延层，没有横向流动的电流，因此电流分布均匀，产生的热量相对较少。并且由于垂直结构的两个电极处于两侧，因此出光过程中不会受到同侧电极的阻挡，其出光效率更高。

现有较为常见的GaN基倒装发光二极管的结构是：蓝宝石衬底、形成于蓝宝石衬底上的n型GaN层、形成于n型GaN层上的有源层、形成于有源层上的p型GaN层，去除部分p型GaN层、有源层直至暴露n型GaN层表面，从而形成平台结构GaN发光二极管，且n型电极形成在暴露的n型GaN层上，而p型电极形成在p型GaN层上。将上述GaN基倒装发光二极管倒置设置在承载基板上，且n型电极和p型电极分别与承载基板上的焊球或凸块电极焊接，从而形成倒装发光二极管。有源层发出的光从蓝宝石衬底一侧发出。亦可在承载基板上设置光反射层以提高光反射率，或者将n型电极或p型电极形成为兼具反射功能的电极，从而提高光反射率。

但是上述平台结构倒装发光二极管存在的问题是，因为p型电极和n型电极由于平台结构之间的高度差而不处于同一平面上，因此p型电极和n型电极呈不对称设计，这很可能会导致后续焊接处理中，上述两个电极与承载基板上的相应焊球或凸块电极之间发生焊接失效，从而影响产品良率和电特性。且电极之间的面积和形状存在差异，则在焊接过程中会造成发光二极管芯片倾斜，从而导致产品良率降低。而采用平台结构倒装GaN基发光二极管存在的另一问题是，不能显著提高光反射性，即使将n型电极和p型电极形成为具有高反射功能的电极且在承载基板上进一步形成光反射结构，也会由于平台结构倒装GaN基发光二极管和承载基板之间的不紧密接合缺陷而导致不能提升光反射性，从而降低发光二极管的发光效率。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术的问题，提出了一种GaN基倒装发光二极管。通过对该发光二极管的n型电极和p型电极的结构和设置进行改进，能够提升发光二极管的电特性，从而有效提高发光二极管的发光效率。

本发明提出的GaN基倒装发光二极管包括：

承载基板（10）；

形成于承载基板（10）上的焊球或凸块电极（11）；

倒装GaN基发光二极管结构，其包括：

蓝宝石衬底（1）；

形成在蓝宝石衬底（1）上的n型GaN层（2）；

形成在n型GaN层（2）上的有源层（3）；

形成在有源层（3）上的p型GaN层（4）；

形成在p型GaN层（4）上的n型电极（9）和p型电极（8）；

形成在n型电极（9）和p型电极（8）之间的隔离槽；

形成在隔离槽侧壁上的绝缘层（6）；

形成在隔离槽中且与n型电极（9）电连接的铜柱（5）；以及

使承载基板（10）上的焊球或凸块电极（11）分别与n型电极（9）和p型电极（8）电连接；特征在于：

n型电极（9）和p型电极（8）相对于隔离槽对称设置且n型电极（9）和p型电极（8）的面积相等，并且n型电极（9）和p型电极（8）与焊球或凸块电极（11）电连接的表面高度相同并处于同一表面上。

附图说明

图1是本发明的GaN基倒装发光二极管结构的截面图；

图2是图1中所示的GaN基倒装发光二极管结构的俯视图；

图3是将图1中所示的GaN基倒装发光二极管结构安装到承载基板上的截面图；

图4是去除光刻胶图案之后的部分GaN基倒装发光二极管结构的截面图。

具体实施方式

以下参考图1-4详细说明本发明的GaN基倒装发光二极管及其制造方法。为清楚起见，附图中所示的各个结构均未按比例绘制，且本发明并不限于图中所示结构。

1．GaN基倒装发光二极管结构和制造方法