[发明专利]倒装发光元件

说明书

本发明公开一种倒装发光元件，其结构自下而上包含：透明衬底、透明键合层、外延层、绝缘保护层、第一焊接电极、第二焊接电极，所述外延层包含p型导电层、量子阱、n型导电层，其中p型导电层与透明键合层相接，接触面为粗化面，所述外延层边缘被蚀刻，直至透明键合层也被蚀刻减薄形成台阶，减薄后的透明键合层表面至少低于所述粗化面的最低点，n型导电层、量子阱的部分区域被蚀刻，直至露出p型导电层，所述绝缘保护层覆盖上述结构，第一焊接电极、第二焊接电极通过绝缘保护层通孔分别与p型导电层、n型导电层接触。本发明提高倒装发光元件的可靠性。

本申请是申请人“天津三安光电有限公司”于申请日2019年8月29日提交的申请号为201910809304.5，发明名称为“倒装发光元件”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种倒装发光元件，属于半导体光电子器件与技术领域。

背景技术

倒装发光元件外延结构通过透明键合层与透明衬底键合，通常为提高出光效率，其与透明键合层接触的一面为粗化面，因此透明键合层沉积在所述的粗化面后，界面处将产生大量空洞，如附图1所示，由此带来的问题：一方面，界面处形成的空洞将成为水汽、金属离子侵入的通道，导致芯片老化失效；另一方面，即使覆盖绝缘保护层后，由于芯片边缘蚀刻外延后裸露的透明键合层表面同样为粗化面，绝缘保护层与透明键合层之间同样会产生空洞，同时绝缘保护层本身将可能产生裂缝，这将导致绝缘保护层的保护功能失效。实践生产中，我们发现芯片工艺中的溶液、水汽可能通过上述的界面空洞侵入，导致外延层脱落；而在可靠性测试中，水汽、固晶焊料中的金属离子的侵入则导致芯片漏电失效。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种倒装发光元件，其结构自下而上包含：透明衬底、透明键合层以及外延层、绝缘保护层，所述外延层包括发光层，其中透明键合层表面具有与外延层相面对的粗糙表面，外延层的外围被蚀刻露出一定水平宽度的透明键合层，其表面为第一粗化面，外延层与透明衬底之间透明键合层表面为第二粗化面，绝缘保护层覆盖外延层的表面和侧壁并覆盖至少部分第一粗化面，第一粗化面位置处的透明键合层的厚度及表面粗糙度不同于第二粗化面透明键合层的厚度及表面粗糙度。

同时，本发明提供如下一种倒装发光元件的制作方法，提供倒装发光元件的外延结构；在所述倒装发光元件外延结构表面进行粗化处理；在所述粗化处理后的外延结构表面沉积透明键合层并抛光；将上述处理过后的倒装外延结构键合转移至透明衬底；去除外围一定水平宽度外延层以露出部分透明键合层，对露出的透明键合层减薄处理，形成第一粗化面；形成绝缘保护层覆盖外延层的表面和侧壁并覆盖至少部分第一粗化面。

所述透明键合层在第一粗化面具有第一粗糙度，第二粗化面具有第二粗糙度，第一粗糙度低于第二粗糙度。

所述的发光元件包括第一焊接电极、第二焊接电极，外延层包括p型半导体层、n型导电层，第一焊接电极、第二焊接电极通过绝缘保护层通孔分别与p型导电层、n型导电层接触。

所述透明键合层厚度为1-5微米，所述1-5微米的厚度为第二粗化面的位置处的透明键合层的厚度。

第一台面水平宽度为10-20微米。

所述的第一粗糙度不超过50纳米。

所述的第二粗糙度为大于等于100纳米。

所述的透明键合层为绝缘介质层。

第一粗化面位置处的透明键合层的厚度小于第二粗化面位置处的透明键合层的厚度，其差值大于等于200纳米，更有选的，所述的第一粗化面位置处的透明键合层的厚度与第二粗化面位置处的透明键合层的厚度之间的差值大于第二粗糙度。

所述的倒装发光元件为红光或红外光。

所述的粗化面为随机粗化。