CN201773864U - 具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管。本实用新型在LED芯片的呈周期性的凹凸状的透明导电层粗化表面上覆盖分布布拉格反射镜，可以使分布布拉格反射镜呈相应的周期性凹凸状，起到高反射镜的作用，最大限度将从芯片发光层发出的光子向上反射，增加出光几率，从而增强发光二极管的出光效率。此外，分布布拉格反射镜还可以充当钝化保护层，减少或避免漏电等电性不良现象发生，提升产品良率。
Description
技术领域
本实用新型涉及氮化镓基发光二极管，尤其是涉及一种具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管。
背景技术
发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有环保、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点。自20世纪90年代氮化镓（GaN）基LED成功问世以来，随着研究的不断深入，其发光亮度和发光效率不断提升，用GaN基LED半导体灯替代现有的照明光源将成为势不可挡的趋势。然而半导体照明要进入千家万户，还有许多问题需要解决，其中最核心的就是发光效率和生产成本。
现有改善LED发光效率的方法主要有采用图形基板、透明基板、分布布拉格反射镜（英文为Distributed Bragg Reflector，简称DBR）结构、表面微结构、倒装芯片、芯片键合、激光剥离技术等。
专利申请号为200410103926.X的发明专利申请提供了一种倒装片发光二极管(FCLED)及其制造方法。通过在基片上顺序沉积n型覆层、活性层、p型覆层和反射层而形成所提供的FCLED。反射层是由添加了溶质元素的银合金形成的。根据所提供的FCLED及其制造方法，提高热稳定性来提高p型覆层的电阻性接触特性，当封装所提供的FCLED时提高引线接合效率和产量。但该发明采用单一金属或合金材料作为出光反射层，金属或合金材料仍然会吸收一部分光，限制光的有效取出。
专利申请号为200580026907.4的发明专利申请提供了一种倒装芯片氮化物基发光装置，该发光装置具有依次叠置在其上的N-型覆层、活性层和P-型覆层，并且所述发光装置包括在所述P-型覆层上所形成的反射层和至少一个插在所述P-型覆层和所述反射层之间的透明导电薄膜层，该透明导电薄膜层由透明导电材料组成，所述透明导电材料能够抑制构成所述发射层的材料的扩散；以及所述发光装置的制备方法。根据本发明的倒装芯片氮化物基发光装置及其制备方法，提供了下述优点，例如改善了与P-型覆层的欧姆接触特性，导致引线结合效率和发光装置的封装良品率增加，由于低的接触电阻率和优良的电流-电压特性而能够改善发光效率和装置寿命。但该发明采用的反射层为金属或合金或固溶体材料且为单一平整层，其对发光层发出的光线反射作用有限，进而影响了出光效率的充分提升。
发明内容
为解决上述发光二极管的所存在的问题，本实用新型旨在提供一种具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：蓝宝石基板；缓冲层、N-GaN层、发光层和P-GaN层，依次形成于蓝宝石基板上；表面呈周期性凹凸状的ITO透明导电层，形成于P-GaN层上；表面呈周期性凹凸状的分布布拉格反射镜覆盖于ITO透明导电层的表面； P电极欧姆接触层形成于ITO透明导电层上； N电极欧姆接触层形成于暴露的N-GaN层上；P电极欧姆接触层和N电极欧姆接触层通过金属导电层及Au金丝球焊点与Si散热基板粘合。
本实用新型中，透明导电层的凸起表面形状为棱台、直方柱、圆台、圆柱、圆锥、棱锥、半球体或前述的任意组合之一；透明导电层的凸起结构的分布周期为5um~10um，间距为2um~4um，凸起高度为1um~3um；分布布拉格反射镜的凸起表面形状为棱台、直方柱、圆台、圆柱、圆锥、棱锥、半球体或前述的任意组合之一；分布布拉格反射镜的高折射率层材料选自TiO、TiO2、Ti3O5、Ti2O3、Ta2O5、ZrO2或前述的任意组合之一；分布布拉格反射镜的低折射率层材料选自SiO2、SiNx、Al2O3或前述的任意组合之一；分布布拉格反射镜由交替的高折射率和低折射率材料层组成；散热基板选用Si、SiC、Cu、Ni基板中的一种或其组合。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在LED芯片的呈周期性的凹凸状的透明导电层粗化表面上覆盖分布布拉格反射镜，可以使分布布拉格反射镜呈相应的周期性凹凸状，起到高反射镜的作用，最大限度将从芯片发光层发出的光子向上反射，增加出光几率，从而增强发光二极管的出光效率。此外，分布布拉格反射镜还可以充当钝化保护层，减少或避免漏电等电性不良现象发生，提升产品良率。
附图说明
图1本实用新型氮化镓基倒装发光二极管芯片的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1所示具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管，包括：蓝宝石基板1；缓冲层2、N-GaN层3、发光层4和P-GaN层5，依次位于蓝宝石基板1上；表面呈周期性棱台状的ITO透明导电层6，位于P-GaN层5上，分布周期为7um，间距为2um，凸起高度为2um；表面呈周期性棱台状的分布布拉格反射镜7覆盖于透明导电层粗化表面，其中分布布拉格反射镜7由交替的高折射率TiO2材料和低折射率的SiO2材料组成；由Ti/Au合金制成的P电极欧姆接触层8，形成于ITO透明导电层6上；由Ni/Au合金制成的N电极欧姆接触层9，形成于暴露的N-GaN层3上；P电极欧姆接触层8和N电极欧姆接触层9通过Ni/Au合金金属导电层11及Au金丝球焊点12与Si散热基板10粘合。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。
Claims (6)
1.具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管，包括：蓝宝石基板；缓冲层、N-GaN层、发光层和P-GaN层，依次形成于蓝宝石基板上；其特征在于，还包括：表面呈周期性凹凸状的ITO透明导电层，形成于P-GaN层上；表面呈周期性凹凸状的分布布拉格反射镜覆盖于ITO透明导电层的表面；P电极欧姆接触层形成于ITO透明导电层上；N电极欧姆接触层形成于暴露的N-GaN层上；P电极欧姆接触层和N电极欧姆接触层与散热基板粘合。
2.如权利要求1所述的具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管，其特征在于：P电极欧姆接触层和N电极欧姆接触层通过金属导电层及Au金丝球焊点与散热基板粘合。
3.如权利要求1所述的具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管，其特征在于：所述透明导电层的凸起表面形状为棱台、直方柱、圆台、圆柱、圆锥、棱锥、半球体或前述的任意组合之一。
4.如权利要求1所述的具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管，其特征在于：所述透明导电层的凸起结构的分布周期为5um~10um，间距为2um~4um，凸起高度为1um~3um。
5.如权利要求1所述的具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管，其特征在于：所述分布布拉格反射镜的凸起表面形状为棱台、直方柱、圆台、圆柱、圆锥、棱锥、半球体或前述的任意组合之一。
6. 如权利要求1所述的具有高反射镜的氮化镓基倒装发光二极管，其特征在于：所述分布布拉格反射镜由交替的高折射率材料层和低折射率材料层组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20110323 |