发光装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种发光装置及其制造方法，所述发光装置包括基座、倒装于所述基座上的发光二极管，所述发光二极管包括：连接于基座的发光二极管管芯以及位于发光二极管上的缓冲层；所述缓冲层相对于发光二极管的另一侧表面上设置有多个具有金字塔互补结构的凹陷，作为发光二极管的出光面；所述缓冲层的材质为碳化硅。本发明专利技术所述发光装置具有较大的出光面面积，且在基板上设置有反射层，提高了出光效率，并采用倒装方式进行装配，制造方法较为简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，更具体地，本专利技术涉及。
技术介绍
发光二极管(LED)是响应电流而被激发从而产生各种颜色的光的半导体器件。其 中，以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光效率高、电子饱 和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电子器件 领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。然而，目前半导体发光二极管存在着发光效率低的问题。对于未经封装的发光二 极管，其出光效率一般只有百分之几。大量的能量聚集在器件内部不能出射，既造成能量浪 费，又影响器件的使用寿命。因此，提高半导体发光二极管的出光效率至关重要。基于上述的应用需求，许多种提高发光二极管出光效率的方法被应用到器件结构 中，例如表面粗糙化法，金属反射镜结构等。公开号为CN1858918A的中国专利申请公开了 一种发光二极管，所述的发光二极管下表面形成全角度反射镜结构，可以提高发光二极管 出光效率。然而，该方法需要在衬底上形成多层由高折射率层与低折射率层堆叠而成的薄 膜结构，制作工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种发光装置，以提高发光效率。本专利技术提供的发光装置，包括基座、倒装于所述基座上的发光二极管，所述发光二 极管包括连接于基座的发光二极管管芯以及位于发光二极管上的缓冲层；所述缓冲层相 对于发光二极管的另一侧表面上设置有多个具有金字塔互补结构的凹陷，作为发光二极管 的出光面；所述缓冲层的材质为碳化硅。所述发光二极管管芯自缓冲层面向基座依次包括N型半导体层、有源层、P型半导 体层。所述有源层的材质为氮化铟镓；所述N型半导体层为N型掺杂的氮化镓；所述P型半 导体层为P型掺杂的氮化镓。所述发光二极管还包括位于发光二极管管芯P型半导体层上的接触层。所述接触 层与发光二极管管芯相连的表面为反光面，该反光面将发光二极管管芯发出的光反射至所 述发光二极管的出光面。所述发光装置还包括位于基座上的反射膜，所述反射膜用于将发光二极管管芯发 出的光反射至所述发光二极管的出光面。所述反射膜的材质为氧化钡。所述发光装置还包括设置于基板上的第一引脚和第二引脚，所述第一引脚用于连 接发光二极管和电源正极，所述第二引脚用于连接发光二极管和电源负极。所述发光二极管还包括连接于所述接触层与第一引脚的第一电极；连接于N型半 导体层和第二引脚的第二电极。所述发光装置还包括覆盖于基座、发光二极管上的帽层。所述帽层在发光二极管的出光方向上设置有透镜结构。为制造上 述发光装置，本专利技术还提供了相应的制造方法，包括提供衬底，在衬底 上形成多个金字塔结构；在具有金字塔结构的衬底上形成发光二极管，所述发光二极管包 括依次形成于衬底上的缓冲层以及发光二极管管芯；去除衬底；提供基座，将所述发光二 极管倒装于基座上；其中所述缓冲层的材质为碳化硅。所述在缓冲层上形成发光二极管管芯包括在所述缓冲层上依次沉积N型半导体 层、有源层、P型半导体层、接触层；再依次刻蚀所述接触层、P型半导体层、有源层，形成底 部露出N型半导体层顶部的开口 ；在所述接触层上形成第一电极；在所述开口底部露出的N 型半导体层上形成第二电极。所述提供衬底，在衬底上形成多个金字塔结构的步骤包括提供衬底；在所述衬 底上沉积介质层，并图形化所述介质层，形成格子状硬掩膜；以所述硬掩膜为掩膜蚀刻所述 衬底，形成金字塔结构；去除所述硬掩膜。所述衬底为(100)晶面的P型掺杂的硅衬底，所述以硬掩膜为掩膜蚀刻所述衬底， 形成金字塔结构的步骤包括采用四甲基氢氧化氨溶液对所述衬底进行湿法腐蚀，形成以 (111)晶面为侧面、(100)晶面为底面的金字塔结构。可选的，采用四甲基氢氧化氨溶液对所述衬底进行湿法腐蚀的步骤中，腐蚀的时 间为20分钟，腐蚀的温度为60 80°C。可选的，以(111)晶面为侧面、(100)晶面为底面的金字塔结构中侧面与底面的夹 角为 54. 74°。可选的，所述硅衬底上金字塔结构的密度为4X IO4 IX IO8个/平方毫米。可选的，通过氢氧化钾溶液去除硅衬底。可选的，所述有源层的材质为氮化铟镓；所述N型半导体层为N型掺杂的氮化镓； 所述P型半导体层为P型掺杂的氮化镓。优选的，所述形成于接触层上的第一电极以及形成于所述开口底部N型半导体层 上的第二电极的上表面平齐。所述将发光二极管倒装于基座上包括在所述基座上设置分别与电源正极以及电 源负极连接的第一引脚以及第二引脚，将所述第一电极固定于第一引脚，第二电极固定于 第二引脚上。可选的，所述基座上倒装发光二极管的表面形成有反射膜。所述反射膜的材质为 氧化钡。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1.所述缓冲层在发光二极管的出光面上设置有多个具有金字塔互补结构的凹陷， 所述凹陷增大了出光面的面积，从而增大了发光二极管管芯产生的光出射到发光面的几 率，从而提高了发光装置的出光效率；2.发光装置还包括可用于将光反射到发光装置出光方向的接触层、反射膜，可进 一步提高发光装置的出光效率；3.发光装置还包括用于会聚光线的帽层，可提高发光装置的亮度；4.发光装置的制造方法中，在衬底上形成金字塔结构，填充金字塔结构之间的孔 隙以形成金字塔互补结构，之后按照倒装方式装配发光二极管即可，制造方法较为简单。附图说明图1是本专利技术发光装置一实施例的剖面结构示意图；图2是本专利技术发光装置制造方法一实施方式的流程示意图；图3是图2所示步骤Sl —实施例的流程示意图；图4至图10是本专利技术发光装置制造方法一实施例形成的发光装置的侧面示意图。 具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术 的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限 制。正如
技术介绍
所述，为提高发光二极管的出光效率，现有技术的发光二极管需要 在衬底上形成多 层由高折射率层与低折射率层堆叠而成的薄膜结构，但所述薄膜结构的制 作工艺复杂。针对上述问题，本专利技术的专利技术人提供了一种发光装置，所述发光装置包括倒装于 基座上的发光二极管，所述发光二极管在出光面上具有多个金字塔结构，所述金字塔结构 增大了发光二极管出光面的面积，增大了发光二极管的有源层产生的光出射到发光面的几 率，从而增大了发光二极管的外量子效率，即提高了发光二极管的出光效率。参考图1，示出了本专利技术发光装置一实施例的剖面结构示意图。如图1所示，所述 发光装置包括基座101，以及位于基座101上的反射膜102、第一引脚112和第二引脚103、 倒装于第一引脚112和第二引脚103上的发光二极管、覆盖于发光二极管和反射膜102上 的帽层111，其中，基座101，用于承载发光二极管，在具体实施例中，所述基座105采用铜、铝、硅、氮 化铝等材料构成。反射膜102，用于将发光二极管发出的光反射至发光装置的出光方向上，以提高发 光装置的出光效率，增大发光装置的亮度，具体地，所述反射膜的材料为氧化钡。第一引脚112，用于连接发光二极管和电源(图未示)正极；第二引脚103，用于连 接发光二极管和电源(图未示)负极；具体地，所述第一引脚112和第二引脚103均采用铜 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光装置，包括基座、倒装于所述基座上的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：连接于基座的发光二极管管芯以及位于发光二极管上的缓冲层；所述缓冲层相对于发光二极管的另一侧表面上设置有多个具有金字塔互补结构的凹陷，作为发光二极管的出光面；所述缓冲层的材质为碳化硅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝京，肖德元，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31