CN101840974B - 提高光淬取效率的发光二极管结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高光淬取效率的发光二极管结构，在发光二极管中设置铝银合金制成的金属垫与金属网线，以通过铝银合金的高反射性，使射至金属垫与金属网线的光能够再次反射或多次反射，以便由发光二极管的侧边或表面出光，相对于低反射率的金属材质这可以减少光损失，进而增加光萃取效率。

Description

提高光淬取效率的发光二极管结构

技术领域

本发明涉及发光二极管结构，尤其涉及一种提高光淬取效率的发光二极管结构。

背景技术

参照图1，其示出了传统发光二极管，其中，在一基板1上依次磊晶成长N型氮化镓(n-GaN)2、多层量子井(MQWs)3、P型氮化镓(P-GaN)4，最后在镀上P型金属垫(P-Pad)5与N型金属垫(N-Pad)6，并且如果要适用大尺寸、高功率的发光二极管，则在镀上P型金属垫5与N型金属垫6时会同时镀上网格状的金属网线7、8，此类大尺寸、高功率的发光二极管，会在基板1研磨抛光后镀上一层高反射率的金属作为反射层9，通过反射来提高发光二极管的亮度。

在大尺寸、高功率的发光二极管中，P型金属垫(P-Pad)5、N型金属垫(N-Pad)6与金属网线7、8所占发光区域的面积比例很大，也很平均，已知P型金属垫(P-Pad)5、N型金属垫(N-Pad)6与金属网线7、8所常用的材质是氧化铟锡(ITO)、镍金Ni/Au、铬金Cr/Au等，其中ITO会有剥离的问题产生，且会与银(Ag)反应，而Ni/Au与Cr/Au搭配银(Ag)的反射率不高约为50％～60％，因而其会吸收相当强度的光，而造成不可忽视的光损失，这不但影响发光二极管的亮度，更造成废热的产生，导致发光二极管容易因高温而缩减寿命。

发明内容

因此，本发明的主要目的是在发光二极管上制作一种无剥离问题、安定且具高反射率的金属垫与金属网线，以便通过金属垫与金属网线的反射，使光被导引而射出，从而减少光损失以提高光淬取效率。

基于上述目的，本发明提供一种提高光淬取效率的发光二极管结构，其具有一发光二极管磊晶层，在该发光二极管磊晶层上形成有至少一铝银合金制成的电性传导层，该电性传导层通过铝银合金在可见光波段上具有的高反射率可避免吸收光，并通过反射来导光，以提高光的淬取效率。

为此，本发明即可提高光淬取效率，这不但可提高发光二极管的亮度，更可以降低废热，使发光二极管的工作温度降低而增加其寿命。

附图说明

图1为已知发光二极管的结构图。

图2为本发明第一实施例的结构图。

图3为本发明铝银合金的波长-反射率图。

图4为本发明第二实施例的结构图。

具体实施方式

关于本发明的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为示例性说明，而不应被解释为本发明实施的限制。

参照图2，其示出了为本发明的第一实施例，发光二极管结构包含有一发光二极管磊晶层10，该发光二极管磊晶层10上形成有铝银合金(铝厚度为10～50nm；银厚度为80～500nm)搭配高温回火处理制成的至少一电性传导层20，该电性传导层20可以为金属垫21与金属网线22，且该发光二极管磊晶层10包括依次堆栈在一起的一电洞供应层11、一活化层12以及一电子供应层13。

该电子供应层13形成于一蓝宝石基板30上，且该电子供应层13的面积大于该电洞供应层11与该活化层12，以便使该电性传导层20设置于该电子供应层13与该电洞供应层11上，该蓝宝石基板30在远离该发光二极管磊晶层10的一侧形成有一反射金属层40。

另外，该活化层12包含一氮化铝铟镓的周期结构形成的多层量子井，而该电子供应层13为N型氮化镓与氮化铟镓中的任一种制成，该电洞供应层11为P型氮化镓与氮化铟镓中的任一种制成。

参照图2和图3，铝银合金在可见光波段上具有相当良好的反射率，因此如第一实施例中所述的结构，该活化层12所产生的光线90在入射铝银合金制成的电性传导层20(金属垫21与金属网线22)时，会被反射，同时通过该反射金属层40的反射，即可导引光线90由侧边出光，减少光线90损失于低反射率的金属材质上，进而增加光萃取效率。

参照图4，其示出了本发明的第二实施例，发光二极管结构包含有一发光二极管磊晶层10，该发光二极管磊晶层10上形成有至少一铝银合金制成的电性传导层20，其中该电性传导层20设于该发光二极管磊晶层10的一侧，该发光二极管磊晶层10于远离该电性传导层20的一侧形成有一铝银合金制成的欧姆接触层50，该欧姆接触层50还设于一电传导金属层60上，并且该电传导金属层60通过一接合层70黏合于一硅基板80上。

如第二实施例所述的结构，欧姆接触层50为具高反射率的铝银合金制成，因此其可在最短距离反射活化层12所产生的光，因而可减少光的损失，而增加光淬取效率。

如上所述，本发明使电性传导层20以铝银合金制成，因而其在可见光波段上具相当良好的反射性，因而可减少光的损失，提高光的淬取效率，同时铝银合金具良好的欧姆特性，因此也可制作欧姆接触层50，该欧姆接触层不但具良好的电传导特性，更可通过它的高反射率来导引光线，提高光的淬取效率。

上述内容仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即，凡根据本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，都为本发明专利范围所涵盖。

Claims (4)

1.一种提高光淬取效率的发光二极管结构，其特征在于：

一蓝宝石基板(30)；

一发光二极管磊晶层(10)，形成于所述蓝宝石基板(30)上，包括一设于所述蓝宝石基板(30)上的电子供应层(13)、一设于所述电子供应层(13)上的活化层(12)、以及一设于所述活化层(12)上的电洞供应层(11)，所述电子供应层(13)的面积大于所述电洞供应层(11)与所述活化层(12)的面积；

至少一铝银合金制成的电性传导层(20)，直接形成于所述发光二极管磊晶层(10)上，所述电性传导层(20)包括至少一直接设于所述电洞供应层(11)与所述电子供应层(13)上且用于导电以及反射光线的金属垫(21)、以及至少一直接设于所述电洞供应层(11)与所述电子供应层(13)上且用于导电以及反射光线的金属网线(22)；以及

一反射金属层(40)，形成于所述蓝宝石基板(30)的远离所述发光二极管磊晶层(10)的一侧；

其中，所述金属垫(21)与所述金属网线(22)反射由所述活化层(12)产生的光线(90)，所述光线(90)经反射至所述反射金属层(40)后由所述发光二极管磊晶层(10)的侧边以及表面出光。

2.根据权利要求1所述的提高光淬取效率的发光二极管结构，其特征在于，所述活化层(12)包含一氮化铝铟镓的周期结构形成的多层量子井，而所述电子供应层(13)为N型氮化镓与氮化铟镓中的任一种制成，所述电洞供应层(11)为P型氮化镓与氮化铟镓中的任一种制成。

3.根据权利要求1所述的提高光淬取效率的发光二极管结构，其特征在于，所述电性传导层(20)设于所述发光二极管磊晶层(10)的一侧，所述发光二极管磊晶层(10)在远离所述电性传导层(20)的一侧形成有一铝银合金制成的欧姆接触层(50)，所述欧姆接触层(50)设于一电传导金属层(60)上，并且所述电传导金属层(60)通过一接合层(70)黏合于一硅基板(80)上。

4.根据权利要求1所述的提高光淬取效率的发光二极管结构，其特征在于，所述铝银合金的铝厚度为10～50纳米，银厚度为80～500纳米，并经高温回火处理。

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