具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片及制法制造技术

本发明专利技术公开了一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片及制法。所述倒装LED芯片，其特征在于包括：外延结构层和p电极、n电极，所述外延结构层包括依次叠层设置的n型层、量子阱层和p型层，所述p电极设置在p型层上，所述n电极设置在所述n型层上；所述p电极和n电极均包括高反射欧姆接触结构，所述高反射欧姆接触结构包括叠设的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述p型层和n型层上，并与所述p型层和n型层形成欧姆接触，其中，所述第一金属层包含金属Ag和金属Mg。本发明专利技术实施例提供的倒装LED芯片具有出光效率高、散热性好、稳定性高等优点，且制备工艺简单，成本低廉，更适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片及制法
本专利技术涉及一种倒装LED芯，特别涉及一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片及制法，属于光电子

技术介绍
氮化镓(GaN)材料是继Si、Ge(第一代)及GaAs、InP(第二代)等半导体材料之后的第三代半导体材料，是III族氮化物中最基本、也是目前研究最多的材料。由于其具有宽禁带宽度、高击穿场强、高热导率、高品质因数等特性，GaN是制造高频、高温、高功率电子器件以及短波长光子器件的理想材料；而若将In组分掺入GaN中，可制成GaN/InGaN多量子阱LED，其禁带宽度在0.8～6.1eV之间可调，发光光谱可以覆盖可见光及紫外波段，这对于固态照明系统具有重大意义。GaN基材料可用于制作近紫外、蓝光、绿光等波长的LED，LED芯片通常分为正装、倒装和垂直结构，倒装LED芯片采用高反射率电极材料可以增加出光效率，通常GaN基倒装LED芯片的N电极与P电极欧姆接触为不同的材料，需要分开制作；此外，现有技术中N电极欧姆接触的材料通常为Ti/Al、Cr/Al、Cr/Au等多层金属，其反射率较低，导致在电极处较多的光吸收，限制了其亮度进一步提升。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片及制法，从而克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例一方面提供了一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，包括：外延结构层和p电极、n电极，所述外延结构层包括依次叠层设置的n型层、量子阱层和p型层，所述p电极设置在p型层上，所述n电极设置在所述n型层上；所述p电极和n电极均包括高反射欧姆接触结构，所述高反射欧姆接触结构包括叠设的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述p型层和n型层上，并与所述p型层和n型层形成欧姆接触，其中，所述第一金属层包含金属Ag和金属Mg。本专利技术实施例另一方面还提供所述的具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片的制作方法，包括：提供外延结构层，所述外延结构层包括依次叠层设置的n型层、量子阱层和p型层；在所述外延结构层的表面加工形成台阶结构，所述台阶结构将外延结构层的表面分隔为p区、n区；在所述p区形成p电极、在n区形成n电极；其中，所述p电极和n电极均包括叠设的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述p型层和n型层上，并与所述p型层和n型层形成欧姆接触，其中，所述第一金属层包含金属Ag和金属Mg。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：(1)本专利技术实施例提供的一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，通过采用倒装结构，可有效降低LED芯片的热阻及其工作时的结温，同时，可以提高器件的光效和可靠性；(2)本专利技术实施例提供的一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，Ag、Mg在近紫外到可见光波段范围内均有良好的反射率，并且Ag可与p型层形成良好欧姆接触，Mg可与n型层形成良好欧姆接触，在保证了欧姆接触的前提下，还进一步提高了倒装LED芯片的反射率；(3)本专利技术实施例提供的一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，采用Ag纳米颗粒层、Mg金属层、上盖金属层作为倒装LED芯片欧姆接触电极，使n电极与p电极可同时制作，从工艺的角度上简化了制作流程；从商业的角度上减少了制作成本；从产品的角度上增加了出光效率。附图说明图1是本专利技术实施例1中的一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片的结构示意图；图2是本专利技术实施例2中的一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片的结构示意图；图3是本专利技术实施例3中的一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片的结构示意图；图4是本专利技术对比例1中的一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片的结构示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例一方面提供了一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，包括：外延结构层和p电极、n电极，所述外延结构层包括依次叠层设置的n型层、量子阱层和p型层，所述p电极设置在p型层上，所述n电极设置在所述n型层上；所述p电极和n电极均包括高反射欧姆接触结构，所述高反射欧姆接触结构包括叠设的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述p型层和n型层上，并与所述p型层和n型层形成欧姆接触，其中，所述第一金属层包含金属Ag和金属Mg。进一步的，所述第一金属层包括Ag纳米颗粒层和Mg金属层，所述Ag纳米颗粒层和Mg金属层均设置在所述p型层或n型层的表面。进一步的，所述Mg金属层还覆设在所述Ag纳米颗粒层的表面，所述第二金属层叠设在所述Mg金属层上。进一步的，所述第一金属层包括多个Ag纳米颗粒层，所述多个Ag纳米颗粒层间隔设置在所述p型层或n型层的表面，所述Mg金属层设置在所述Ag金属层的表面以及多个Ag纳米颗粒层之间的间隙内。进一步的，所述Ag纳米颗粒层包括多个Ag纳米颗粒，所述Ag纳米颗粒的粒径为0.1-10μm。进一步的，所述Ag纳米颗粒层中Ag纳米颗粒的占空比为10-60％。进一步的，所述Mg金属层的厚度为10-200nm。进一步的，所述第二金属层的材质包括Al、Ti/A1、Ti/Au、Ni/Au中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述第二金属层的厚度为50-300nm。进一步的，所述外延结构层的表面还形成有台阶结构，所述外延结构层的表面被所述台阶结构分隔为p区和n区，其中，所述p电极设置在所述p区，所述n电极设置在所述n区。进一步的，所述p电极、n电极与所述台阶结构之间具有间隙，所述p电极、n电极电性隔离。进一步的，所述p电极、n电极还分别经p电极孔、n电极孔引出并分别与p极焊盘金属层、n极焊盘金属层连接。进一步的，所述p型层包括p-AlGaN或p-GaN或p-AlGaN，所述n型层包括n-GaN。进一步的，所述量子阱层和p型层之间还设置有电子阻挡层；优选的，所述电子阻挡层的材质包括AlGaN。进一步的，所述倒装LED芯片为GaN基紫外LED芯片或可见光LED芯片。本专利技术实施例另一方面还提供所述的具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片的制作方法，包括：提供外延结构层，所述外延结构层包括依次叠层设置的n型层、量子阱层和p型层；在所述外延结构层的表面加工形成台阶结构，所述台阶结构将外延结构层的表面分隔为p区、n区；在所述p区形成p电极、在n区形成n电极；其中，所述p电极和n电极均包括叠设的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述p型层和n型层上，并与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，其特征在于包括：外延结构层和p电极、n电极，所述外延结构层包括依次叠层设置的n型层、量子阱层和p型层，所述p电极设置在p型层上，所述n电极设置在所述n型层上；/n所述p电极和n电极均包括高反射欧姆接触结构，所述高反射欧姆接触结构包括叠设的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述p型层和n型层上，并与所述p型层和n型层形成欧姆接触，其中，所述第一金属层包含金属Ag和金属Mg。/n

【技术特征摘要】
20210226 CN 20211021957481.一种具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，其特征在于包括：外延结构层和p电极、n电极，所述外延结构层包括依次叠层设置的n型层、量子阱层和p型层，所述p电极设置在p型层上，所述n电极设置在所述n型层上；
所述p电极和n电极均包括高反射欧姆接触结构，所述高反射欧姆接触结构包括叠设的第一金属层和第二金属层，所述第一金属层设置在所述p型层和n型层上，并与所述p型层和n型层形成欧姆接触，其中，所述第一金属层包含金属Ag和金属Mg。


2.根据权利要求1所述的具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，其特征在于：所述第一金属层包括Ag纳米颗粒层和Mg金属层，所述Ag纳米颗粒层和Mg金属层均设置在所述p型层或n型层的表面；
优选的，所述Mg金属层还覆设在所述Ag纳米颗粒层的表面，所述第二金属层叠设在所述Mg金属层上；
优选的，所述第一金属层包括多个Ag纳米颗粒层，所述多个Ag纳米颗粒层间隔设置在所述p型层或n型层的表面，所述Mg金属层设置在所述Ag金属层的表面以及多个Ag纳米颗粒层之间的间隙内。


3.根据权利要求1或2所述的具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，其特征在于：所述Ag纳米颗粒层包括多个Ag纳米颗粒，所述Ag纳米颗粒的粒径为0.1-10μm；优选的，所述Ag纳米颗粒层中Ag纳米颗粒的占空比为10-60％。


4.根据权利要求1所述的具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，其特征在于：所述Mg金属层的厚度为10-200nm。


5.根据权利要求1所述的具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，其特征在于：所述第二金属层的材质包括Al、Ti/Al、Ti/Au、Ni/Au中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述第二金属层的厚度为50-300nm。


6.根据权利要求1所述的具有同材质高反射p、n欧姆接触的倒装LED芯片，其特征在于：所述外延结构层的表面还形成有台阶结构，所述外延结构层的表面被所述台阶结构分隔为p区和n区，其中，所述p电极设置在所述p区，所述n电极设置在所述n区；
优选的，所述p电极、n电极与所述台阶结构之间具有间隙，所述p电极、n电极电性隔离；
优选的，所述p电极、n电极还分别经p电极孔、n...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉刚，郭焱，金楠，梁志斌，潘赛，许朝军，张荣，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32