CN116344707A - 改善发光亮度的发光二极管及其制备方法 - Google Patents
改善发光亮度的发光二极管及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116344707A CN116344707A CN202310286321.1A CN202310286321A CN116344707A CN 116344707 A CN116344707 A CN 116344707A CN 202310286321 A CN202310286321 A CN 202310286321A CN 116344707 A CN116344707 A CN 116344707A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- film
- light
- emitting diode
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 21
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
- H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
- H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
- H01L33/60—Reflective elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本公开提供了一种改善发光亮度的发光二极管及其制备方法,属于光电子制造技术领域。该发光二极管包括:衬底、外延层、反射层和增透层,所述反射层、所述衬底、所述外延层和所述增透层依次层叠,所述增透层用于提升黄光的透射率。本公开实施例能提升黄光的透射率,改善发光二极管的发光强度。
Description
技术领域
本公开涉及光电子制造技术领域,特别涉及一种改善发光亮度的发光二极管及其制备方法。
背景技术
发光二极管(英文:Light Emitting Diode,简称:LED)通常包括:衬底、外延层和钝化层。衬底、外延层和钝化层,钝化层所在侧面为发光二极管的出光面。对于白光发光二极管,发光二极管发出的白光由自身发出的蓝光和蓝光激发荧光粉发出的黄光混合而成,所以白光的亮度由发光二极管的蓝光和蓝光激发荧光粉发出的黄光共同决定。
相关技术中,发光二极管的黄光传输路径有两个,一部分黄光由发光二极管的外延层向出光面出射,另一部分黄光会在发光二极管底部的衬底位置反射,并再次射向发光二极管的出光面。
然而,黄光经反射再次射向外延层和钝化层的过程中,各膜层会吸收部分光,降低了黄光的透射率,进而影响发光二极管的发光强度。
发明内容
本公开实施例提供了一种改善发光亮度的发光二极管及其制备方法,能提升黄光的透射率,改善发光二极管的发光强度。所述技术方案如下:
一方面,本公开实施例提供了一种发光二极管,所述发光二极管包括:衬底、外延层、反射层和增透层,所述反射层、所述衬底、所述外延层和所述增透层依次层叠,所述增透层用于提升黄光的透射率。
在本公开实施例的一种实现方式中,所述增透层包括第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和所述第二膜层依次层叠在所述外延层上,所述第一膜层的折射率高于所述第二膜层的折射率。
在本公开实施例的一种实现方式中,所述第一膜层和所述第二膜层的层数均为1层至10层。
在本公开实施例的一种实现方式中,所述第一膜层为氧化钛层,所述第二膜层为氧化硅层,所述第一膜层的厚度为900埃至950埃,所述第二膜层的厚度为800埃至850埃。
在本公开实施例的一种实现方式中,所述发光二极管还包括透明导电层,所述透明导电层位于所述外延层和所述增透层之间,所述透明导电层的厚度为150埃至200埃。
在本公开实施例的一种实现方式中,所述发光二极管还包括绝缘层,所述绝缘层位于所述透明导电层和所述增透层之间,所述绝缘层的厚度为1500埃至1600埃。
在本公开实施例的一种实现方式中,所述反射层包括交替层叠的多层第三膜层和多层第四膜层,所述第三膜层的折射率高于所述第四膜层的折射率。
在本公开实施例的一种实现方式中,所述第三膜层包括氧化钛层,所述第四膜层包括氧化硅层,所述第三膜层的厚度为10埃至500埃,所述第四膜层的厚度为10埃至500埃。
另一方面,本公开实施例还提供了一种发光二极管的制备方法,所述制备方法包括:提供一衬底;在所述衬底上依次生长外延层和增透层,所述增透层用于提升黄光的透射率;在所述衬底远离所述外延层的表面形成反射层。
在本公开实施例的一种实现方式中,在外延层上生长增透层包括:在所述外延层上依次形成第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和所述第二膜层依次层叠在所述外延层上,所述第一膜层的折射率高于所述第二膜层的折射率。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本公开实施例提供的发光二极管在衬底远离外延层的表面设置反射层,通过反射层能提升蓝光和黄光在衬底位置的反射率,以让更多的蓝光和黄光射向发光二极管的出光面。在外延层上还设置有用于提升黄光透射率的增透层,这样能进一步增加黄光从外延层中的透射率,这样通过增透层替代了相关技术中的部分膜层,不仅提升了黄光透射率还避免大量黄光在反射过程中被吸收,让更多的黄光和蓝光混合形成白光从出光面出射,以提升发光二极管的白光亮度。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种发光二极管的结构示意图;
图2是本公开实施例提供的一种黄光透射率的对比示意图;
图3是本公开实施例提供的一种增透层的结构示意图;
图4是本公开实施例提供的一种反射层的结构示意图;
图5是本公开实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图。
图中各标记说明如下:
10、衬底;
20、外延层;21、第一半导体层;22、多量子阱层;23、第二半导体层;
30、反射层;31、第三膜层;32、第四膜层;
40、增透层;41、第一膜层;42、第二膜层;
51、透明导电层;52、绝缘层。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则所述相对位置关系也可能相应地改变。
图1是本公开实施例提供的一种发光二极管的结构示意图。如图1所示,该发光二极管包括:衬底10、外延层20、反射层30和增透层40,反射层30、衬底10、外延层20和增透层40依次层叠,增透层40用于提升黄光的透射率。
本公开实施例提供的发光二极管在衬底10远离外延层20的表面设置反射层30,通过反射层30能提升蓝光和黄光在衬底10位置的反射率,以让更多的蓝光和黄光射向发光二极管的出光面。
图2是本公开实施例提供的一种黄光透射率的对比示意图。如图2所示,图中曲线A示意的为本公开实施例提供的设有增透层40的发光二极管的不同波长的光的透射率;图中曲线B示意的为相关技术中没有设置增透层40的发光二极管的不同波长的光的透射率。图中横坐标为光的波长,单位为nm,纵坐标为光的透射率,单位为%。
结合附图2可知,设置有增透层40的发光二极管,在黄光波长577nm至597nm范围的透射率在96%以上。而相关技术中没有设置增透层40的发光二极管,在黄光波长范围的透射率在90%以下。可见,设置增透层40后,能有效提升黄光在发光二极管中的透射率,这样通过增透层替代了相关技术中的部分膜层,不仅提升了黄光透射率还避免大量黄光在反射过程中被吸收,让更多的黄光和蓝光混合形成白光从出光面出射,以提升发光二极管的白光亮度。
本公开实施例中的发光二极管是二波长蓝光和黄光模式的白光发光二极管,该发光二极管是在蓝光外延层中还设置有一层荧光体层,当蓝光外延层中的发出的蓝光透过荧光体层时,部分光线被荧光体层吸收并变成黄光,黄光又和透过荧光体层的蓝光混合后形成了白光。
如图2所示,设置有增透层40的发光二极管,在蓝光波长400nm至450nm范围的透射率在96%以上。而相关技术中没有设置增透层40的发光二极管,在蓝光波长范围的透射率在86%至96%之间。可见,设置增透层40后,还能提升蓝光在发光二极管中的透射率,这样设置增透层40后,不仅没有影响蓝光的透射率,而且还提升蓝光的透射率,而白光的亮度又是蓝光和蓝光激发荧光粉发出的黄光共同决定的,因此,设置增透层40后同时提升蓝光和黄光的透射率,有利于提升发光二极管的白光亮度。
图3是本公开实施例提供的一种增透层40的结构示意图。如图1、3所示,增透层40包括第一膜层41和第二膜层42,第一膜层41和第二膜层42依次层叠在外延层20上,第一膜层41的折射率高于第二膜层42的折射率。
上述实现方式中,设置的增透膜包括两个层叠的第一膜层41和第二膜层42,并且,第一膜层41的折射率高于第二膜层42的折射率,由于光从高折射率材料进入到低折射率材料的过程中,若入射角大于临界角时会发生全反射。这样当黄光在传输到第一膜层41和第二膜层42的分界面时,若黄光的入射角低于临界角,此时黄光能稳定折射,以从出光面透射;若黄光的入射角大于临界角,此时黄光发生全反射并回到反射层30,经由反射层30再次反射到增透层40,直至黄光的入射角低于临界角时,黄光从增透层40中出射,这样就使得大部分的黄光均能从出光面透射,以提升黄光的透射率。
示例性地,第一膜层41为氧化钛层,第二膜层42为氧化硅层,第一膜层41的厚度为900埃至950埃,第二膜层42的厚度为800埃至850埃。
其中,氧化钛的折射率高于氧化硅的折射率,这样光从氧化钛材料进入到氧化硅材料的过程中,若入射角大于临界角时会发生全反射。当黄光在传输到氧化钛层和氧化硅层的分界面时,若黄光的入射角低于临界角,此时黄光能稳定折射,以从出光面透射;若黄光的入射角大于临界角,此时黄光发生全反射并回到反射层30,经由反射层30再次反射到增透层40,直至黄光的入射角低于临界角时,黄光从增透层40中出射,这样就使得大部分的黄光均能从出光面透射,以提升黄光的透射率。
结合附图2可知,设置该厚度的透明导电层51后,发光二极管对黄光和蓝光的透射率都保持在96%以上,对黄光和蓝光的透射率影响较低,能保证发光二极管的白光亮度。
并且通过将第一膜层41和第二膜层42设置为上述厚度范围,能避免增透层40的厚度较厚,而吸收过多进入增透层40的光线。
示例性地,第一膜层41的厚度是930埃,第二膜层42的厚度是840埃。
可选地,第一膜层41和第二膜层42的层数均为1层至10层。
示例性地,第一膜层41和第二膜层42的层数均为1层。此时,一层第一膜层41的厚度为900埃至950埃,一层第二膜层42的厚度为800埃至850埃。
示例性地,第一膜层41和第二膜层42的层数均为多层时,第一膜层41和第二膜层42的层数均相同,且第一膜层41和第二膜层42交替层叠在外延层20上。此时,各第一膜层41的厚度之和为900埃至950埃,各第二膜层42的厚度之和为800埃至850埃。
可选地,如图1所示,发光二极管还包括透明导电层51,透明导电层51位于外延层20和增透层40之间,透明导电层51的厚度为150埃至200埃。
通过将透明导电层51设置为上述厚度范围,满足外部电源向发光二极管注入电流后,能通过透明导电层51让电流在外延层20上横向扩展的目的。并且该厚度范围的透明导电层51的厚度较薄也不会过多吸收进入的光线。
结合附图2可知,设置该厚度的透明导电层51后,发光二极管对黄光和蓝光的透射率都保持在96%以上,对黄光和蓝光的透射率影响较低,能保证发光二极管的白光亮度。
示例性地,透明导电层51的厚度是180埃。
示例性地,透明导电层51为氧化铟锡(Indium Tin Oxide,简称ITO)层。氧化铟锡层具有良好的透射率和低电阻率,采用氧化铟锡层作为透明导电层51能使得更多的光线从透明导电层51透射出,从而提升发光二极管的出光效果;同时,由于电阻率低,因此,还便于载流子传导,提高注入效率。
示例性地,透明导电层51为氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,简称IZO)层。氧化铟锌层具有良好的透射率和低电阻率,采用氧化铟锌层作为透明导电层51能使得更多的光线从透明导电层51透射出,从而提升发光二极管的出光效果;同时,由于电阻率低,因此,还便于载流子传导,提高注入效率。
可选地,如图1所示,发光二极管还包括绝缘层52,绝缘层52位于透明导电层51和增透层40之间,绝缘层52的厚度为1500埃至1600埃。
上述实现方式中,设置的绝缘层52用于包覆透明导电层51和外延层20,起到钝化保护透明导电层51和外延层20的作用,并且,将绝缘层52的厚度设置在上述范围内,使绝缘层52的厚度较薄,也不会过多吸收进入的光线。
结合附图2可知,设置该厚度的绝缘层52后,发光二极管对黄光和蓝光的透射率都保持在96%以上,对黄光和蓝光的透射率影响较低,能保证发光二极管的白光亮度。
示例性地,绝缘层52的厚度是1570埃。
可选地,绝缘层52可以是SiO2层。其中,SiO2层的厚度可以是800埃至1200埃。
图4是本公开实施例提供的一种反射层30的结构示意图。如图1、4所示,反射层30包括交替层叠的多层第三膜层31和多层第四膜层32,第三膜层31的折射率高于第四膜层32的折射率。
上述实现方式中,设置多层交替层叠的第三膜层31和第四膜层32,且第三膜层31和第四膜层32的折射率不同,这样能形成分布式布拉格反射镜(Distributed BraggReflection,简称DBR)层。DBR层除了具有钝化作用外,还能将从外延层20射向衬底10的光反射至出光面,以提高出光亮度。
示例性地,第三膜层31包括氧化钛层,第四膜层32包括氧化硅层,第三膜层31的厚度为10埃至500埃,第四膜层32的厚度为10埃至500埃。
其中,反射层30中氧化钛层的厚度可以是200埃,氧化硅层的厚度可以是200埃。
例如,反射层30包括多个周期性交替层叠的氧化钛层和氧化硅层。且反射层30的周期数可以在35至50之间。也即是,第三膜层31和所述第四膜层32均包括35层至50层。作为一种示例,反射层30的周期数为32。
可选地,衬底10为蓝宝石衬底。蓝宝石衬底透光率比较高,即衬底10为透明衬底。且蓝宝石材料比较坚硬,化学特性比较稳定,使发光二极管具有良好的发光效果和稳定性。
本公开实施例中,如图1所示,外延层20包括依次层叠于衬底10上的第一半导体层21、多量子阱层22和第二半导体层23。
本公开实施例中,第一半导体层21和第二半导体层23中的一个为p型层,第一半导体层21和第二半导体层23中的另一个为n型层。
示例性地,第一半导体层21为n型层,第二半导体层23为p型层。
可选地,第一半导体层21包括掺硅的n型GaN层。n型GaN层的厚度可为0.5μm至3μm。
可选地,多量子阱层22包括交替生长的InGaN量子阱层和GaN量子垒层。其中,其中,多量子阱层22可以包括交替层叠的3至8个周期的InGaN量子阱层和GaN量子垒层。
作为示例,本公开实施例中,多量子阱层22包括交替层叠的5个周期的InGaN量子阱层和GaN量子垒层。
可选地,多量子阱层22的厚度可以为150nm至200nm。
可选地,第二半导体层23包括掺镁的p型GaN层。p型GaN层的厚度可为0.5μm至3μm。
可选地,发光二极管还可以包括两个电极块,两个电极块间隔分布在增透层40上,增透层40的表面具有分别露出透明导电层51和第一半导体层21的两个通孔,两个电极块分别通过两个通孔与透明导电层51和第一半导体层21连接。
示例性地,两个电极块在平行于衬底10方向上的截面的形状为矩形,这样能增大电极块的面积,便于导电。
示例性地,电极块可以是依次层叠的第一Al层、第一Ti层、第二Al层、第二Ti层和Au层。
其中,第一Al层的厚度为8000埃至12000埃,第一Ti层的厚度为100埃至500埃,第二Al层的厚度为8000埃至12000埃,第二Ti层的厚度为500埃至1500埃,Au层的厚度为2000埃至5000埃。
例如,第一Al层的厚度为10000埃,第一Ti层的厚度为200埃,第二Al层的厚度为10000埃,第二Ti层的厚度为1000埃,Au层的厚度为3000埃。
图5是本公开实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图。该方法用于制备图1所示的发光二极管。如图5所示,该制备方法包括:
S11:提供一衬底10。
S12:在衬底10上依次生长外延层20和增透层40。
其中,增透层40用于提升黄光的透射率。
S13:在衬底10远离外延层20的表面形成反射层30。
该种制备方法制备的发光二极管在衬底10远离外延层20的表面设置反射层30,通过反射层30能提升蓝光和黄光在衬底10位置的反射率,以让更多的蓝光和黄光射向发光二极管的出光面。在外延层20上还设置有用于提升黄光透射率的增透层40,这样能进一步增加黄光从外延层20中的透射率,以减少黄光在反射过程中被吸收,从而提升发光二极管的白光亮度。
在步骤S11中,衬底10为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底。衬底10可以为平片衬底,也可以为图形化衬底。
作为示例,本公开实施例中,衬底10为蓝宝石衬底。蓝宝石衬底为一种常用衬底,技术成熟,成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底或蓝宝石平片衬底。
其中,可以对蓝宝石衬底进行预处理,将蓝宝石衬底置于MOCVD(Metal-organicChemical Vapor Deposition,金属有机化合物化学气相沉积)反应腔中,对蓝宝石衬底进行烘烤处理12分钟至18分钟。作为示例,本公开实施例中,对蓝宝石衬底进行烘烤处理15分钟。
具体地,烘烤温度可以为1000℃至1200℃,烘烤时MOCVD反应腔内的压力可以为100mbar至200mbar。
步骤S12中在衬底10上生长外延层20可以包括:通过MOCVD技术在蓝宝石衬底上依次形成第一半导体层21、多量子阱层22和第二半导体层23。
其中,第一半导体层21为n型层,第二半导体层23为p型层。
可选地,第一半导体层21包括掺硅的n型GaN层。n型GaN层的厚度可为0.5μm至3μm。
n型GaN层的生长温度可为1000℃至1100℃,n型GaN层的生长压力可为100torr至300torr。
可选地,多量子阱层22包括交替生长的InGaN量子阱层和GaN量子垒层。其中,其中,多量子阱层22可以包括交替层叠的3至8个周期的InGaN量子阱层和GaN量子垒层。
生长多量子阱层22时,MOCVD反应室压力控制在200torr。生长InGaN量子阱层时,反应室温度为760℃至780℃。生长GaN量子垒层时,反应室温度为860℃至890℃。
作为示例,本公开实施例中,多量子阱层22包括交替层叠的5个周期的InGaN量子阱层和GaN量子垒层。
可选地,多量子阱层22的厚度可以为150nm至200nm。
可选地,第二半导体层23包括掺镁的p型GaN层。p型GaN层的厚度可为0.5μm至3μm。
生长p型GaN层时,p型GaN层的生长压力可为200Torr至600Torr,p型GaN层的生长温度可为800℃至1000℃。
步骤S12中形成外延层20后,制备方法还包括以下几步:
第一步,在第二半导体层23的表面形成透明导电层51。
示例性地,透明导电层51为ITO层或者IZO层。
可选地,透明导电层51的厚度均可以为150埃至200埃。例如,透明导电层51的厚度为180埃。
第二步,在透明导电层51的表面形成绝缘层52。
其中,形成的绝缘层52可以是SiO2层。
示例性地,SiO2层的厚度可以是1500埃至1600埃。例如,SiO2层的厚度1570埃。
步骤S12中生长增透层40可以包括:在外延层20上依次形成第一膜层41和第二膜层42。
其中,第一膜层41和第二膜层42依次层叠在透明导电层51上,第一膜层41的折射率高于第二膜层42的折射率。
示例性地,第一膜层41为氧化钛层,第二膜层42为氧化硅层,第一膜层41的厚度为900埃至950埃,第二膜层42的厚度为800埃至850埃。
其中,氧化钛的折射率高于氧化硅的折射率,这样光从氧化钛材料进入到氧化硅材料的过程中,若入射角大于临界角时会发生全反射。当黄光在传输到氧化钛层和氧化硅层的分界面时,若黄光的入射角低于临界角,此时黄光能稳定折射,以从出光面透射;若黄光的入射角大于临界角,此时黄光发生全反射并回到反射层30,经由反射层30再次反射到增透层40,直至黄光的入射角低于临界角时,黄光从增透层40中出射,这样就使得大部分的黄光均能从出光面透射,以提升黄光的透射率。
结合附图2可知,设置该厚度的透明导电层51后,发光二极管对黄光和蓝光的透射率都保持在96%以上,对黄光和蓝光的透射率影响较低,能保证发光二极管的白光亮度。
示例性地,第一膜层41的厚度是930埃,第二膜层42的厚度是840埃。
步骤S13中,在衬底10远离外延层20的表面形成反射层30。
其中,反射层30包括交替层叠的多层第三膜层31和多层第四膜层32,第三膜层31的折射率高于第四膜层32的折射率。
示例性地,第三膜层31包括氧化钛层,第四膜层32包括氧化硅层,第三膜层31的厚度为10埃至500埃,第四膜层32的厚度为10埃至500埃。
其中,反射层30中氧化钛层的厚度可以是200埃,氧化硅层的厚度可以是200埃。
例如,反射层30包括多个周期性交替层叠的氧化钛层和氧化硅层。且反射层30的周期数可以在35至50之间。也即是,第三膜层31和所述第四膜层32均包括35层至50层。作为一种示例,反射层30的周期数为32。
在步骤S13之后,制备方法还可以包括在增透层40远离衬底10的表面制作两个电极块。
其中,两个电极块均可以是依次层叠的第一Al层、第一Ti层、第二Al层、第二Ti层和Au层。
其中,第一Al层的厚度为8000埃至12000埃,第一Ti层的厚度为100埃至500埃,第二Al层的厚度为8000埃至12000埃,第二Ti层的厚度为500埃至1500埃,Au层的厚度为2000埃至5000埃。
例如,第一Al层的厚度为10000埃,第一Ti层的厚度为200埃,第二Al层的厚度为10000埃,第二Ti层的厚度为1000埃,Au层的厚度为3000埃。
最后,可以对蓝宝石衬底进行隐形切割划裂,隐形切割划裂可以较好的减少亮度的损失。然后,测试得到发光二极管。
以上所述仅为本公开的可选实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发光二极管,其特征在于,所述发光二极管包括:衬底(10)、外延层(20)、反射层(30)和增透层(40),所述反射层(30)、所述衬底(10)、所述外延层(20)和所述增透层(40)依次层叠,所述增透层(40)用于提升黄光的透射率。
2.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述增透层(40)包括第一膜层(41)和第二膜层(42),所述第一膜层(41)和所述第二膜层(42)依次层叠在所述外延层(20)上,所述第一膜层(41)的折射率高于所述第二膜层(42)的折射率。
3.根据权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,所述第一膜层(41)和所述第二膜层(42)的层数均为1层至10层。
4.根据权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,所述第一膜层(41)为氧化钛层,所述第二膜层(42)为氧化硅层,所述第一膜层(41)的厚度为900埃至950埃,所述第二膜层(42)的厚度为800埃至850埃。
5.根据权利要求2所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管还包括透明导电层(51),所述透明导电层(51)位于所述外延层(20)和所述增透层(40)之间,所述透明导电层(51)的厚度为150埃至200埃。
6.根据权利要求5所述的发光二极管,其特征在于,所述发光二极管还包括绝缘层(52),所述绝缘层(52)位于所述透明导电层(51)和所述增透层(40)之间,所述绝缘层(52)的厚度为1500埃至1600埃。
7.根据权利要求1至6任一项所述的发光二极管,其特征在于,所述反射层(30)包括交替层叠的多层第三膜层(31)和多层第四膜层(32),所述第三膜层(31)的折射率高于所述第四膜层(32)的折射率。
8.根据权利要求7所述的发光二极管,其特征在于,所述第三膜层(31)包括氧化钛层,所述第四膜层(32)包括氧化硅层,所述第三膜层(31)的厚度为10埃至500埃,所述第四膜层(32)的厚度为10埃至500埃。
9.一种发光二极管的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
提供一衬底;
在所述衬底上依次生长外延层和增透层,所述增透层用于提升黄光的透射率;
在所述衬底远离所述外延层的表面形成反射层。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,在外延层上生长增透层包括:
在所述外延层上依次形成第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和所述第二膜层依次层叠在所述外延层上,所述第一膜层的折射率高于所述第二膜层的折射率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310286321.1A CN116344707A (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 改善发光亮度的发光二极管及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310286321.1A CN116344707A (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 改善发光亮度的发光二极管及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116344707A true CN116344707A (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=86890994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310286321.1A Pending CN116344707A (zh) | 2023-03-20 | 2023-03-20 | 改善发光亮度的发光二极管及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116344707A (zh) |
-
2023
- 2023-03-20 CN CN202310286321.1A patent/CN116344707A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6495862B1 (en) | Nitride semiconductor LED with embossed lead-out surface | |
US7242030B2 (en) | Quantum dot/quantum well light emitting diode | |
US7279347B2 (en) | Method for manufacturing a light-emitting structure of a light-emitting device (LED) | |
CN102456799B (zh) | 半导体发光器件及其制造方法 | |
GB2447091A (en) | Vertical LED | |
CN1670972A (zh) | 可增加自发光线射出效率的发光二极管 | |
KR20080070696A (ko) | 질화물 반도체 발광소자 | |
US20230387354A1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip | |
KR20080003901A (ko) | 질화물 반도체 발광 소자 | |
CN101859854A (zh) | 发光元件 | |
JP2005268601A (ja) | 化合物半導体発光素子 | |
KR101101858B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR101289442B1 (ko) | 분포 브래그 반사기를 포함하는 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법 | |
JP2005191220A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
CN111384038B (zh) | 多波长发光二极管磊晶结构 | |
CN110246934B (zh) | 发光二极管芯片的制作方法及发光二极管芯片 | |
KR102612254B1 (ko) | 발광 다이오드 | |
CN116344707A (zh) | 改善发光亮度的发光二极管及其制备方法 | |
CN210692570U (zh) | 一种倒装结构深紫外发光二极管 | |
CN114927602A (zh) | 微型发光二极管芯片及其制备方法 | |
US20230032550A1 (en) | Optoelectronic semiconductor device and method for producing an optoelectronic semiconductor device | |
CN112510133A (zh) | 发光二极管芯片、发光二极管及发光二极管芯片制备方法 | |
CN115458652A (zh) | 高亮发光二极管及其制备方法 | |
US20090121245A1 (en) | Optoelectronic Semiconductor Chip | |
US20240063344A1 (en) | Metallic layer for dimming light-emitting diode chips |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |