本发明专利技术提供一种TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片及其制作方法，该方法是在蓝宝石衬底上形成发光外延层，然后在发光外延层的上表面蒸镀由第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第n种N型TCO薄膜交替叠合组成的TCO型导电性DBR层，以与发光外延层的上表面形成欧姆接触；接着采用晶圆键合技术将导电性衬底键合至TCO型导电性DBR层上以形成P电极，之后利用激光剥离技术剥离蓝宝石衬底，最后在发光外延层的下表面制备出N电极。以上述方法制作出的垂直式蓝光LED芯片，解决了现有技术中的上述垂直式LED芯片电极材料难与P-GaN形成欧姆接触、反射镜粘附性弱、高温下反射镜的反射率下降、导电DBR的制备温度过高和使用导电DBR作为P电极的蓝光LED芯片电压过高等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种蓝光LED芯片及其制作方法，特别是涉及一种TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片及其制作方法。
技术介绍
目前，常见的蓝光LED芯片分为两种，即横向结构(Lateral)的蓝光LED芯片和垂直结构(Vertical)的蓝光LED芯片，其中，所述横向结构的蓝光LED其P、N电极在同一侧，P、N电极同侧势必需要蚀刻掉部分量子阱来制备N区，从而浪费了相当大的一部分发光面积，且P、N电极同侧具有电流分布不均匀，散热性差等诸多缺点，而电流分布不均匀进而影响到芯片的电压和亮度，散热性差会造成结温升高，内量子效率下降等问题，影响到芯片的光效。 而垂直结构的蓝光LED芯片其P、N电极分布在量子阱的两侧，因此不需要蚀刻量子阱，大大提高了芯片发光面积的利用率，电流垂直于芯片均匀分布，且垂直式LED芯片结构中各层都会尽量选用导热性良好的材料，因此垂直式LED芯片的散热性能良好，大大消除了热量积聚带来的结温升高，内量子效率下降。正因为这些独特的优点，垂直式LED芯片成为LED研究的热点。目前常见的垂直式蓝光LED芯片的制作过程中，一般是在本领域技术人员熟知的蓝光发光外延层的表面上直接镀上反射性金属Ag或者Al，但是该种做法却具有以下缺点I、Ag和Al很难与P-GaN形成欧姆接触至使LED芯片的电压很高；2、Ag和Al的反射率会随着温度的升高而急剧降低，当LED芯片内部热量积聚温度升高时，因为金属反射镜反射率的下降，致使芯片外量子效率降低，从而降低了 LED芯片的亮度和发光效率；3、Ag、Al与GaN的粘附性很差，易于脱落，且Ag在高温下易发生团聚。在垂直式蓝光LED芯片的制作过程中也有另一种做法，即镀上透明导电层(TCO)后，再于透明导电层上镀上高反射率金属Ag或者Al，但是，该种做法仍具有以下缺点1、由于Ag和Al的反射率会随着温度的升高而急剧降低，当LED芯片内部热量积聚温度升高时，因为金属反射镜反射率的下降，致使芯片外量子效率降低，从而降低了 LED芯片的亮度和发光效率；2、Ag和Al与TCO薄膜的粘附性很差，易脱落，且Ag在高温下会发生团聚。为此，针对如何解决垂直式LED芯片P-GaN的欧姆接触、反射镜粘附性不好和高温下反射镜反射率下降的问题，当前也有部分学者参照红光LED和黄光LED中使用金属有机化合物化学气相淀积法(MOCVD, Metal-organic Chemical Vapor Deposition)生长导电DBR的经验，尝试在蓝光发光外延层的表面上使用MOCVD生长导电DBR，可是因为使用MOCVD生长在蓝、绿光波段内拥有高透过率高导电性薄膜构成的导电DBR时的生长温度比量子阱中的垒和阱的生长温度高出很多，直接导致量子阱性能衰退和芯片波长出现非常巨大的漂移，并且蓝光发光外延层的表面是P型掺杂，为了与P-GaN之间形成良好的欧姆接触，一般选用MOCVD在蓝光发光外延层上表面生长P型导电DBR，但是III-V族化合物半导体普遍存在P型掺杂的困难，且P型III-V族化合物半导体的载流子浓度不高，从而导致电阻率过大，用此P型导电DBR制成的垂直式蓝光LED芯片存在电压过高的问题。因此，如何降低导电DBR的制备温度和降低使用导电DBR作为P电极的蓝光LED芯片的电压，进而制备出低电压，高轴向输出垂直式蓝光LED芯片，已经成为本领域的从业者亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片及其制作方法，以解决现有技术中的上述垂直式LED芯片难与P-GaN形成欧姆接触、反射镜粘附性弱、高温下反射镜的反射率下降、导电DBR的制备温度过高和使用导电DBR作为P电极的蓝光LED芯片电压过高等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种TCO型导电DBR垂直式蓝光LED 芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步骤1)提供一蓝宝石衬底，并于所述蓝宝石衬底的上表面形成发光外延层；2)于所述发光外延层的上表面蒸镀一 TCO型导电性DBR层，所述TCO型导电性DBR层由第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第η种N型TCO薄膜交替叠合组成，且所述第一种N型TCO薄膜与所述发光外延层的上表面形成欧姆接触；3)提供一导电性衬底，采用晶圆键合技术将所述导电性衬底键合至所述TCO型导电性DBR层的上表面以形成P电极；4)利用激光剥离技术剥离所述蓝宝石衬底，以将所述蓝宝石衬底从所述发光外延层的下表面剥离；以及5)于所述发光外延层的下表面制备出N电极。在本专利技术的制作方法中，所述第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第η种N型TCO薄膜为同型掺杂。所述第一种N型TCO薄膜为ITO材料，所述第二种N型TCO薄膜为AZO材料，所述第η种N型TCO薄膜为GZO材料。在本专利技术制作方法的步骤3)中，是通过一键合层将所述导电性衬底键合至所述TCO型导电性DBR层的上表面的；所述键合层为金属材料、合金材料、非金属导电材料、或者有机导电材料，且所述键合层为单层结构或多层结构。在本专利技术的制作方法中，所述导电性衬底为金属材料、合金材料、或者非金属导电材料，且所述导电性衬底为单层结构或多层结构。本专利技术还提供一种TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片,其特征在于,包括发光外延层；TC0型导电性DBR层，叠置于所述发光外延层的上表面，由第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第η种N型TCO薄膜交替叠合组成，且所述第一种N型TCO薄膜与所述发光外延层的上表面形成欧姆接触；导电性衬底，键合于所述TCO型导电性DBR层的上表面并形成P电极；以及N电极，接置于所述发光外延层的下表面。在本专利技术的TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片中，所述第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第η种N型TCO薄膜为同型掺杂。所述第一种N型TCO薄膜为ITO材料，所述第二种N型TCO薄膜为AZO材料，所述第η种N型TCO薄膜为GZO材料。本专利技术的TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片还包括有键合层，位于所述导电性衬底与所述TCO型导电性DBR层之间,所述键合层为金属材料、合金材料、非金属导电材料、或者有机导电材料，且所述键合层为单层结构或多层结构。在本专利技术的TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片中，所述导电性衬底为金属材料、合金材料、或者非金属导电材料，且所述导电性衬底为单层结构或多层结构。如上所述，本专利技术的TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片及其制作方法具有以下有益效果I、利用ITO或P型TCO与另一种或者多种不同折射率的同型TCO材料构成的导电型DBR易与P-GaN形成欧姆接触，从而有效地降低了垂直式LED管芯的电压。2、TCO型导电DBR因为是由耐高温的半导体透明导电膜组成，且与P-GaN之间具有良好的粘附性，有效地解决了之前使用Ag和Al不耐高温和粘附性不好的缺点。3、TCO型导电DBR在较宽的波段范围内能保持99%以上的直向反射率，且此反射率不随温度升高而降低，有效地解决了 Ag或者AL的反射率会随温度下降的缺点。4、TCO型导电DBR/metal ref lector组成的复合式反射镜在蓝绿光波段的反射 率)99%相教AL(91%)Ag(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步骤：1)提供一蓝宝石衬底，并于所述蓝宝石衬底的上表面形成发光外延层；2)于所述发光外延层的上表面蒸镀一TCO型导电性DBR层，所述TCO型导电性DBR层由第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第n种N型TCO薄膜交替叠合组成，且所述第一种N型TCO薄膜与所述发光外延层的上表面形成欧姆接触；3)提供一导电性衬底，采用晶圆键合技术将所述导电性衬底键合至所述TCO型导电性DBR层的上表面以形成P电极；4)利用激光剥离技术剥离所述蓝宝石衬底，以将所述蓝宝石衬底从所述发光外延层的下表面剥离；以及5)于所述发光外延层的下表面制备出N电极。
【技术特征摘要】
1.一种TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步骤 1)提供一蓝宝石衬底，并于所述蓝宝石衬底的上表面形成发光外延层； 2)于所述发光外延层的上表面蒸镀一TCO型导电性DBR层，所述TCO型导电性DBR层由第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第η种N型TCO薄膜交替叠合组成，且所述第一种N型TCO薄膜与所述发光外延层的上表面形成欧姆接触； 3)提供一导电性衬底，采用晶圆键合技术将所述导电性衬底键合至所述TCO型导电性DBR层的上表面以形成P电极； 4)利用激光剥离技术剥离所述蓝宝石衬底，以将所述蓝宝石衬底从所述发光外延层的下表面剥离；以及 5)于所述发光外延层的下表面制备出N电极。2.根据权利要求I所述的TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片的制作方法，其特征在于所述第一种N型TCO薄膜与第二种N型TCO薄膜和/或第η种N型TCO薄膜为同型掺杂。3.根据权利要求2所述的TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片的制作方法，其特征在于所述第一种N型TCO薄膜为ITO材料，所述第二种N型TCO薄膜为AZO材料，所述第η种N型TCO薄膜为GZO材料。4.根据权利要求I所述的TCO型导电DBR垂直式蓝光LED芯片的制作方法，其特征在于于步骤3)中，是通过一键合层将所述导电性衬底键合至所述TCO型导电性DBR层的上表面的；所述键合层为金属材料、合金材料、非金属导电材料、或者有机导电材料，且所述键合层为单层结构或多层结构。5.根据权利要求I所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：林宇杰，
申请(专利权)人：上海博恩世通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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