[发明专利]一种垂直近紫外发光二极管及其制备方法

说明书

本专利公开了一种垂直发光二极管，包括：金属衬底，所述金属衬底设置在底部；发光层，设置在金属衬底上方，所述发光层包括自下而上设置的P型半导体材料层、量子阱层、N型半导体材料层；ITO层，设置在N型半导体材料层上表面，所述所述ITO层上均匀设置有具有固定间隔周期的贯穿孔，所述ITO层以及所述贯穿孔的高度均为所述发光二极管发光波长的四分之一；在所述贯穿孔中固定设置第一金属材料电极；在所述ITO层的上表面设置有与所述ITO层以及所述第一金属材料电极接触的第二金属材料电极。通过上述方案提高了发光二极管的出光效率。

技术领域

本专利属于半导体发光二极管技术领域，具体而言涉及一种垂直近紫外发光二极管及其制备方法。

背景技术

随着LED技术快速发展，波长范围在320-400nm近紫外LED应用范围越来越广。紫外LED与传统紫外光源比更加节能、寿命更长，并且不含有毒物质。但是和GaN基的近紫外LED和蓝光LED相比，紫外LED的量子效率低，金属反射镜对紫外波段光线吸收作用导致紫外LED输出功率更低。现有垂直结构LED是利用键合和激光剥离技术将GaN外延层从蓝宝石衬底转移到导电和散热更好的金属或硅衬底上,金属衬底直接作为P电极，而N电极则是在N型GaN上蒸镀上适合的金属薄膜，这样电极分布在量子阱两侧，电流扩展非常均匀适合于大功率LED芯片设计。然而大功率垂直LED芯片的尺寸更大，需要较大功率电流注入，相应的N电极大小和扩展条宽度随之加大，此区域内N电极底部的光被金属薄膜吸收导致芯片发光效率的浪费，因此提高N电极底部此部分光反射率成为垂直LED的N电极结构优化的一个重要研究方向。

目前现有技术主要是在N电极底部增加一层反射率高且功函数较低的金属薄膜，如Al或者Ti/Al,从外延层向外结构依次为N-GaN/Al/Ti/Au，形成较好的欧姆接触。但是因为垂直结构LED的特殊性，为了提高N-GaN表面的出光效率会对其表面粗化，粗糙度增加会使得N-Pad底面的光也随之更多地散射出N电极与外延层N-GaN的交界面，因此这部分的散射光如果不能充分的反射出来而被N电极金属薄层吸收而造成更多地光损耗，同时此交界面的表面状况粗糙变差会导致与电极粘附力变小，后续封装打线电极更容易脱落。

发明内容

本发明正是基于现有技术的上述情况而提出的，本发明要解决的技术问题是提供一种垂直近紫外发光二极管的制备方法，根据本发明的一方面所述方法可以增加对N电极底部光的反射率从而提高芯片其发光效率，根据本发明的另外一个方面提高后续封装打线电极的稳定性。

为了至少在某一个方面解决上述技术问题，本专利提供的技术方案包括：

一种垂直发光二极管，其特征在于，包括：金属衬底，所述金属衬底设置在底部；发光层，设置在金属衬底上方，所述发光层包括自下而上设置的P型半导体材料层、量子阱层、N型半导体材料层；ITO层，设置在N型半导体材料层上表面，所述所述ITO层上均匀设置有具有固定间隔周期的贯穿孔，所述ITO层以及所述贯穿孔的高度均为所述发光二极管发光波长的四分之一；在所述贯穿孔中固定设置第一金属材料电极；在所述ITO层的上表面设置有与所述ITO层以及所述第一金属材料电极接触的第二金属材料电极。

优选地，所述第二金属材料电极覆盖在整个ITO层表面。

优选地，所述发光二极管发光为近紫外光。

优选地，所述金属衬底和所述发光层之间设置有反射镜层，所述反射镜层为金属反射镜。

优选地，所述垂直发光二极管还包括键合层，所述键合层设置在所述衬底的上表面。

优选地，第一金属材料电极为铝电极，第二金属材料电极为Ti/Au电极。

优选地，在所述垂直发光二极管的上表面上还设置有SiO₂钝化层。

优选地，所述贯穿孔截面为矩形孔。