一种功率型三维LED发光器件及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104659178A(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201510102053.9H01L33/00(2010.01)(22)申请日2015.03.09(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人刘胜周圣军甘志银郑怀王国平占必红郭凌杰陈飞(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.H01L33/40(2010.01)H01L33/42(2010.01)H01L33/64(2010.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称一种功率型三维LED发光器件及其制造方法(57)摘要一种功率型三维LED发光器件，包括LED芯片和散热基板，所述LED芯片的反射层上设有贯穿反射层、透明导电层、p型掺杂的GaN或AlGaN半导体层和多量子阱层，且盲端位于n型掺杂的GaN或AlGaN半导体层的盲孔；所述反射层上分开设有嵌入式n型欧姆接触电极和p型欧姆接触电极，嵌入式n型欧姆接触电极包括嵌入式n型欧姆接触电极层和用于填充盲孔的n型欧姆接触电极柱；所述散热基板上设有若干个导电导热通孔，导电导热通孔中填充有导电导热金属孔芯；所述嵌入式n型欧姆接触电极层和p型欧姆接触电极焊接于导电导热金属孔芯上。本发明提供的功率型LED发光器件具有优良的电流扩展性能和散热性能。CN104659178ACN104659178A权利要求书1/2页1.一种功率型三维LED发光器件，其特征在于：包括LED芯片和散热基板，所述LED芯片从上至下依次包括GaN或AlGaN层、n型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子阱层、p型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、透明导电层和反射层；所述反射层上设有贯穿反射层、透明导电层、p型掺杂的GaN或AlGaN半导体层和多量子阱层，且盲端位于n型掺杂的GaN或AlGaN半导体层的盲孔；所述盲孔的内侧壁上设有绝缘层，所述反射层上分开设有高度相同的嵌入式n型欧姆接触电极和p型欧姆接触电极，嵌入式n型欧姆接触电极包括嵌入式n型欧姆接触电极层和嵌入式n型欧姆接触电极层上的用于填充盲孔的n型欧姆接触电极柱；所述n型欧姆接触电极层与反射层间设有绝缘层；嵌入式n型欧姆接触电极和p型欧姆接触电极间填充有预固化填料层；所述散热基板上设有若干个导电导热通孔，导电导热通孔内壁上依次沉积有绝缘层、种子层和导电导热金属孔芯；所述嵌入式n型欧姆接触电极层和p型欧姆接触电极焊接于导电导热金属孔芯上。2.根据权利要求1所述一种功率型三维LED发光器件，其特征在于：所述GaN或AlGaN层上还设有蓝宝石衬底。3.根据权利要求2所述一种功率型三维LED发光器件，其特征在于：所述蓝宝石衬底为六棱锥型、菱形、倒装梯形或倒装金字塔结构。4.根据权利要求1或2所述一种功率型三维LED发光器件，其特征在于：所述透明导电层为Ni/Au金属线网格层、厚度小于10nm的掺杂Rh、Pt、Ni、Cu或Al的银薄膜或图案化的镍/石墨烯透明导电层；所述盲孔为周期性或非周期性分布；所述绝缘层材料为SiO2、Si3N4或AlN。5.根据权利要求4所述一种功率型三维LED发光器件，其特征在于：所述Ni/Au金属线网格层的网格的边长为140nm，高度为50nm，占空比为50%；所述掺杂Rh、Pt、Ni、Cu或Al的银薄膜的厚度为5-10nm，其中Rh、Pt、Ni、Cu或Al的摩尔百分比小于10%；所述反射层为铝层、铑层或周期性的TiO2/SiO2堆栈层。6.根据权利要求5所述一种功率型三维LED发光器件，其特征在于：所述周期性的TiO2/SiO2堆栈层包括第一堆栈和第二堆栈；所述第一堆栈包含若干个周期的TiO2/SiO2堆栈，且TiO2/SiO2的厚度为48nm/90nm；所述第二堆栈包含若干个周期的TiO2/SiO2堆栈，且TiO2/SiO2的厚度为76nm/139nm。7.一种制备权利要求1-6任一项所述功率型三维LED发光器件的方法，包括如下步骤：（1）在蓝宝石衬底上依次生长GaN或AlN缓冲层、n型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子阱层和p型掺杂的GaN或AlGaN半导体层；（2）在p型掺杂的GaN或AlGaN半导体层上制备透明导电层；采用溅射方式在透明导电层上制备反射层；（3）采用光刻、干法刻蚀法或湿法腐蚀法对反射层、透明导电层、p型掺杂的GaN或AlGaN半导体层、多量子阱（MQW）层、n型掺杂的GaN或AlGaN半导体层进行微加工，制备贯穿反射层、透明导电层、p型掺杂的GaN或AlGaN半导体层和多量子阱层，且盲端位于n型掺杂的GaN或AlGaN半导体层的盲孔；（4）采用等离子体增强