基于双面凹孔衬底及组分渐变缓冲层的倒装LED芯片

摘要

本发明公开了一种基于双面凹孔衬底及组分渐变缓冲层的倒装LED芯片，该芯片自上而下由上下表面均匀分布102～104个凹孔的蓝宝石衬底、由k个非掺杂AlxGa1-xN外延材料构成的单元层组成的AlxGa1-xN组分渐变缓冲层、n型GaN外延层、InGaN/GaN多量子阱、p型GaN层、透明ITO导电薄膜、倒装焊电极及硅衬底组成。本发明采用凹孔结构提高LED出射光的出射几率，增加衬底的散热表面积和生长应力作用范围，以提高GaN外延质量及其辐射复合发光效率；采用Al组分含量逐渐降低的AlxGa1-xN来制作n型GaN外延层的缓冲层，提高LED的出光效率和内量子效率，获得较高的光输出功率。

主权项

一种基于双面凹孔衬底及组分渐变缓冲层的倒装LED芯片，其特征在于：该LED芯片自上而下由蓝宝石衬底（1）、AlxGa1‑x N组分渐变缓冲层（2）、n型GaN外延层（3）、InGaN/GaN多量子阱（4）、p型GaN层（5）、透明ITO导电薄膜（6）、倒装焊电极（7）以及导电性良好的硅衬底（8）组成；所述蓝宝石衬底（1）的上表面均布设有m个凹孔Ⅰ（9），102≤m≤104，下表面均布设有n个凹孔Ⅱ（10），102≤n≤104；所述AlxGa1‑xN组分渐变缓冲层（2）由k个非掺杂AlxGa1‑xN外延材料构成的单元层组成，3≤k≤10，k个单元层由上向下各层中Al组分满足：1≥x1>x2>……xn≥0；所述凹孔Ⅰ（9）和凹孔Ⅱ（10）的横向最大尺寸在0.5～5μm之间，凹孔Ⅰ（9）和凹孔Ⅱ（10）的深度在0.5～2μm之间，相邻凹孔Ⅰ（9）之间的间距以及相邻凹孔Ⅱ（10）之间的间距在0.5～5μm；所述蓝宝石衬底（1）上的凹孔Ⅰ（9）和凹孔Ⅱ（10）为倒锥V形、倒锥金字塔形、圆桶形、半圆球形中的任一种结构；所述AlxGa1‑xN组分渐变缓冲层（2）的每个单元层厚度在0.5～1.5μm；AlxGa1‑xN组分渐变缓冲层（2）的总厚度在1.5～4.5μm；蓝宝石衬底（1）上表面的凹孔Ⅰ（9）和下表面的凹孔Ⅱ（10）可以在形状或尺寸上存在差异，但在同一表面的凹孔在形状和尺寸都是相同。