一种改善出光率的发光二极管倒装芯片及其制备方法

1.一种半导体发光器件，包括蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成的InGaAlN多层结构，所述InGaAlN多层结构从下至上包括N型GaN层、有源层和P型GaN层，在所述P型GaN层上形成的去除器件边缘的Ag层，在Ag层表面形成的保护金属层，在保护金属层表面部分区域刻蚀直至暴露出N型GaN层形成的N电极孔，形成于所述N电极孔中的金属N 5电极，形成于保护金属层上的钝化层，形成于N电极孔侧壁和金属N电极之间的钝化层，其特征在于：所述半导体发光器件还包括形成在器件边缘的金属反射层，所述器件边缘的金属反射层位于P型GaN层和保护金属层之间，覆盖了Ag层被去除的边缘区域。

2.如权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于：所述半导体发光器10件还包括形成在N电极孔边缘的金属反射层，所述N电极孔边缘的金属反射层位于N电极孔边缘的P型GaN层和保护金属层之间。

3.如权利要求1或2所述的半导体发光器件，其特征在于：所述金属反射层的材料为Al。

4.如权利要求1或2所述的半导体发光器件，其特征在于：所述保护金属15层的材料为Ti/W合金。

5.如权利要求1或2所述的半导体发光器件，其特征在于：所述半导体发光器件具有多个呈阵列状排列的N电极孔。

6.如权利要求1或2所述的半导体发光器件，其特征在于：所述N电极孔的形状为圆形、四边形、六边形中的一种或多种。

207.一种制备半导体发光器件的方法，包括以下步骤：在蓝宝石衬底上制备InGaAlN多层结构，所述InGaAlN多层结构从下至上包括N型GaN层、有源层和P型GaN层；在所述P型GaN层上形成Ag层；去除器件边缘的Ag层；在器件边缘形成金属反射层；5在Ag层表面制备保护金属层；在保护金属层表面部分区域刻蚀直至暴露出N型GaN层，形成N电极孔；在保护金属表面，反射金属层表面和N电极孔内侧壁制备钝化层；在N电极孔中制备金属N电极。

8.如权利要求8所述的制备半导体发光器件的方法，其特征在于：所述的10制备半导体发光器件的方法还包括在N电极孔的边缘制备金属反射层。

9.如权利要求7或8所述的制备半导体发光器件的方法，其特征在于：所述金属反射层的材料为Al。

10.如权利要求7或8所述的制备半导体发光器件的方法，其特征在于：所述形成金属反射层工艺为蒸镀或溅射。

1511.如权利要求7或8所述的制备半导体发光器件的方法，其特征在于：所述形成N电极孔的过程包括，在Ag层表面部分区域刻蚀至暴露P型GaN层而形成孔；在孔内及Ag层表面沉积保护金属层；刻蚀孔内的保护金属层使P型GaN层露出，并在Ag层侧壁保留一层保护金属层；在孔内使用ICP干法刻蚀至暴露N型GaN层形成N电极孔。

2012.如权利要求7或8所述的制备半导体发光器件的方法，其特征在于：所述形成N电极孔的过程包括，在Ag层表面部分区域刻蚀至暴露P型GaN层形成孔；在孔内及Ag层表面沉积保护金属层；使用ICP干法刻蚀至暴露N型GaN层，并在Ag层侧壁保留一层保护金属层，形成N电极孔。

13.如权利要求7或8所述的制备半导体发光器件的方法，其特征在于：所述的制备半导体发光器件的方法进一步包括，制备P电极和N电极后将5器件倒装到基板上，然后采用激光剥离的方法去除蓝宝石衬底。

一种改善出光率的发光二极管倒装芯片及其制备方法技术领域本发明涉及发光二极管技术，特别是蓝宝石衬底LED倒装芯片技术。

背景技术目前大功率高亮度LED已成为LED行业发展的重点，广泛应用于室内5外照明。

传统的正装蓝宝石衬底大功率芯片考虑到P型GaN层电导率不高，需要在P型层上表面沉积一层半透明的Ni/Au导电层使电流更加均匀分布，该电流扩散层会吸收一部分光而降低光效，同时蓝宝石热导系数较低导致芯片热阻高。

为克服上述不足，提出了倒装芯片。

传统的倒装芯片结构仅仅是将普通的LED芯片倒置在基板上，通过金球将P电极和N电极焊接到10基板上。

这样有源区发出的光线经透明的蓝宝石衬底取出，消除了电流扩散层和电极对光的吸收，并且其中向下的部分经反射层反射之后向上射出，大大提高了光效，同时热量通过电极直接传导到基板上，导热性能良好。

但是基板与芯片之间的连接仅仅通过数目有限的金球，导电性能和散热性能都不够理想。

为改善倒装芯片的性能，在蓝宝石衬底上制备GaN多层结15构后，制备一层Ag作为反射镜和P电极，去除芯片边缘的Ag，在Ag层上部分区域刻蚀至N型GaN层作为N电极。

使用时将芯片倒置在基板上，并用共晶焊固定。

发明内容本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种改善出光率的发光二20极管倒装芯片结构，该结构用于提高芯片的光效。

本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种改善出光率的发光二极管倒装芯片的制备方法，该方法用于提高芯片的光效。

为解决上述第一个技术问题，本发明提出一种改善出光率的发光二极管倒装芯片结构，包括蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成的InGaAlN多层结构，所述InGaAlN多层结构从下至上包括N型GaN层、有源层和P 5型GaN层，在所述P型GaN层上形成的去除器件边缘的Ag层，在Ag层表面形成的保护金属层，在保护金属层表面部分区域刻蚀直至暴露出N型GaN层形成的N电极孔，形成于所述N电极孔中的金属N电极，形成于保护金属层上的钝化层，形成于N电极孔侧壁和金属N电极之间的钝化层，还包括形成在器件边缘的金属反射层，所述器件边缘的金属反射层位于P型GaN 10层和保护金属层之间，覆盖了Ag层被去除的边缘区域。

优选的，所述半导体发光器件还包括形成在N电极孔边缘的金属反射层，所述N电极孔边缘的金属反射层位于N电极孔边缘P型GaN层和保护金属层之间。

优选的，所述金属反射层的材料为Al。

15优选的，所述保护金属层的材料为Ti/W合金。

优选的，所述半导体发光器件具有多个呈阵列状排列的N电极孔。

优选的，所述N电极孔的形状为圆形、四边形、六边形中的一种或多种。

为解决上述第二个技术问题，本发明提出一种改善出光率的发光二极20管倒装芯片的制备方法，包括以下步骤：在蓝宝石衬底上制备InGaAlN多层结构，所述InGaAlN多层结构从下至上包括N型GaN层、有源层和P型GaN层；在所述P型GaN层上形成Ag层；去除器件边缘的Ag层；在器件边缘形成金属反射层；在Ag层表面制备保护金属层；在保护金属层表面部分区域刻蚀直至暴露出N型GaN层，形成N电极孔；在保护金属表面，反射金属层表面和N电极孔内侧壁制备钝化层；在N电极孔中制备金属N电极。

5优选的，所述的制备半导体发光器件的方法还包括在N电极孔的边缘制备金属反射层。

优选的，所述金属反射层的材料为Al。

优选的，所述保护金属层的材料为Ti/W合金。

优选的，所述形成金属反射层工艺为蒸镀或溅射。

10优选的，所述形成N电极孔的过程包括，在Ag层表面部分区域刻蚀至暴露P型GaN层形成孔；在孔内及Ag层表面沉积保护金属层；刻蚀孔内的保护金属层使P型GaN层露出，并在Ag层侧壁保留一层保护金属层；在孔内使用ICP干法刻蚀至暴露N型GaN层形成N电极孔。

优选的，所述形成N电极孔的过程包括，在Ag层表面部分区域刻蚀至15暴露P型GaN层形成孔；在孔内及Ag层表面沉积保护金属层；使用ICP干法刻蚀至暴露N型GaN层，并在Ag层侧壁保留一层保护金属层，形成N电极孔。

优选的，所述的制备半导体发光器件的方法进一步包括，制备完成后将器件倒装到基板上，然后采用激光剥离的方法去除蓝宝石衬底。

20本发明的有益效果如下：与现有技术相比，本发明在蓝宝石衬底LED倒装芯片的制备过程中，在没有反射镜覆盖的器件边缘区域设置了金属反射层，使有源层发出的光更多的被反射后通过蓝宝石衬底射出，提高了器件的发光效率。

进一步的，在电极孔边缘设置金属反射层，更加增大了反射面积，提高器件的发光效率。

5此外，可以在器件制备完成之后安装到基板上，然后采用激光剥离的方法去除蓝宝石衬底，减小了蓝宝石衬底对发光的影响，更进一步提高器件的发光效率。

附图说明图1为本发明一个实施例的俯视图。

10图2为本发明一个实施例的结构示意图。

图3-图11为本发明一个实施例的制造过程的示意图。

图中标识说明：发光二极管1，蓝宝石衬底 2，N型GaN层 3，有源层 4，P型GaN层 5，Ag层 6，金属反射层7，保护金属层 8， N电极孔9，钝化层 10，金属N 15电极 11，P型焊接电极 12，N型焊接电极 13。

具体实施方式本发明提出一种改善出光率的发光二极管倒装芯片结构，包括蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上形成的InGaAlN多层结构，所述InGaAlN多层结构从下至上包括N型GaN层、有源层和P型GaN层，在所述P型GaN层20上形成的去除器件边缘的Ag层，在Ag层表面形成的保护金属层，在保护金属层表面部分区域刻蚀直至暴露出N型GaN层形成的N电极孔，形成于所述N电极孔中的金属N电极，形成于保护金属层上的钝化层，形成于N 电极孔侧壁和金属N电极之间的钝化层，还包括形成在器件边缘的金属反射层，所述器件边缘的金属反射层位于P型GaN层和钝化层之间，覆盖了Ag层被去除的边缘区域。

5下面通过实施例结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的俯视图，发光二极管1可以设置单个N电极孔9，也可以设置多个呈阵列状的N电极孔9。

多个N电极孔结构不仅能够改善芯片的电流分布，还能有效的提高散热效率。

本实施例就以4×4个N电极孔的发光二极管器件为例说明。

N电极孔9的形状可以如图1所示为10圆形，也可以为四边形、六边形或者以上形状的任意组合。

如图2所示，发光二极管1由下向上依次为：蓝宝石衬底2， N型GaN 层3，有源层4，P型GaN层5，在P型GaN层5上制备有一层Ag层6作为反射镜和P电极金属，器件边缘的部分Ag层6被去除，在Ag层6表面形成有保护金属层8，所述保护金属层8的材料为Ti/W合金。

15在保护金属层8表面部分区域刻蚀至暴露出N型GaN层3形成有N电极孔9，金属N电极11位于N电极孔9中。

在保护金属层8表面设有钝化层10，并且钝化层10延伸至N电极孔9内侧壁和金属N电极11之间。

器件边缘的金属反射层7位于P型GaN层5和钝化层10之间，覆盖了Ag层6被去除的边缘区域，其高度可以低于Ag层6的高度，也可以与Ag层6的20高度相同，也可以高于Ag层6的高度甚至覆盖Ag层6的表面并位于Ag层6与保护金属层8之间，覆盖于Ag层6表面的金属反射层7不会影响到Ag层6以及保护金属层8的作用。

N电极孔9边缘的金属反射层7位于N电极孔9边缘的P型GaN层5和保护金属层8之间。

所述金属反射层7的材料优选为Al。

进一步的，发光二极管1还包括在电极孔9中形成的金属N电极11，在钝化层10被部分刻蚀暴露出的保护金属层8上形成的P型焊接电极12，5其形状如图1中虚线框121所示；在钝化层表面形成的连接所有金属N电极11的N型焊接电极13，其形状如图1中虚线框131所示。