CN202189826U - 蓝光led外延芯片结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓝光LED外延芯片结构,包括依次设置的钼衬底、铟或钼合金层、P+GaN接触层、PAIGaN过渡层、InGaN/GaN发光层和N-GaN接触层。本实用新型用钼衬底替代蓝宝石衬底,极大地提高了衬底的散热性能,提高了LED的光输出效率,使光输出效率提高到230lm/W,使用寿命也有了较大提高。而且钼衬底便于用激光切割钼基板而制成,整个蓝光LED外延芯片结构的生产工艺简单,适于大批量生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED发光二极管技术领域,具体地说,涉及一种蓝光LED外延芯片结构。
背景技术
蓝光发光二极管因其节能环保效果显著,用途越来越广泛,正在从公共照明领域向家用照明领域发展。
现有的蓝光芯片,通常采用蓝宝石(即三氧化二铝)做衬底,由于三氧化二铝的散热性能差,使得芯片做成器件后的散热性能差,光输出效率低。如何提高散热性能、如何提高光输出效率成为LED领域亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:针对上述缺陷提供一种散热性好、光输出效率高、适合大批量生产的蓝光LED外延芯片结构。
为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:蓝光LED外延芯片结构,包括依次设置的钼衬底、铟或钼合金层、P+GaN接触层、PAIGaN过渡层、InGaN/GaN 发光层和N-GaN接触层。
作为优选的技术方案,所述钼衬底的厚度为50~150um。
作为优选的技术方案,所述铟或钼合金层的厚度为1~10um。
作为优选的技术方案,所述P+GaN接触层的厚度为150~500um。
作为进一步优选的技术方案,所述P+GaN接触层的厚度为260um。
作为优选的技术方案,所述InGaN/GaN 发光层的厚度为2000~5000um。
作为优选的技术方案,所述N-GaN接触层的厚度为200~900um。
由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:由于本实用新型的蓝光LED外延芯片结构,包括依次设置的钼衬底、铟或钼合金层、P+GaN接触层、PAIGaN过渡层、InGaN/GaN 发光层和N-GaN接触层。本实用新型用钼衬底代替了蓝宝石衬底,钼的导热系数是蓝宝石的三倍,因而本实用新型的蓝光LED外延芯片结构极大地提高了衬底的散热性能,提高了LED的光输出效率,使用寿命也有了较大提高。
另外,钼衬底便于用激光切割钼基板而制成,使整个蓝光LED外延芯片结构的生产工艺简单,适于大批量生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明:
图1是用蓝宝石做衬底时的蓝光LED外延芯片结构示意图;
图2是本实用新型实施例的结构示意图;
图中:1-蓝宝石衬底;2-低温GaN缓冲层;3-N-GaN接触层;4-InGaN/GaN 发光层;5-PAIGaN过渡层;6- P+GaN接触层;7-铟或钼合金层;8-钼衬底。
具体实施方式
如图2所示,蓝光LED外延芯片结构,包括自下而上依次设置的钼衬底8、铟或钼合金层7、P+GaN接触层6、PAIGaN过渡层5、InGaN/GaN 发光层4和N-GaN接触层3。
其中,所述钼衬底8的厚度为50~150um。
其中,所述铟或钼合金层7的厚度为1~10um。
其中,所述P+GaN接触层6的厚度为150~500um;进一步优选为260um。
其中,所述InGaN/GaN 发光层4的厚度为2000~5000um。
其中,所述N-GaN接触层3的厚度为200~900um。
本实用新型的蓝光LED外延芯片结构的制作方法如下:
首先,生长以蓝宝石作为衬底的外延片。如图1所示,以蓝宝石做衬底的蓝光LED外延芯片结构自下而上依次为蓝宝石衬底1、低温GaN缓冲层2、N-GaN接触层3、InGaN/GaN 发光层4、PAIGaN过渡层5和P+GaN接触层6。其中,蓝宝石衬底1的厚度为50~150um;低温GaN缓冲层2的厚度为15~90um;N-GaN接触层3的厚度为200~900um;InGaN/GaN 发光层4的厚度为2000~5000um;P+GaN接触层6的厚度为150~500um。
然后,加工钼衬底。将钼基板通过激光切割成与外延片一样的尺寸,例如2英寸、4英寸、8英寸或者16英寸,制得钼衬底。在200~250℃条件下,将铟或钼合金镀在钼衬底上,形成铟或钼合金层,铟或钼合金熔点低、硬度低,延展性好,在本实施例中起到粘接层的作用。
之后,在200~300℃的高温炉里,将事先已经将做好的蓝宝石衬底外延片的P+GaN接触层6,通过铟或钼合金层7,与钼衬底8牢固地粘接结合在一起。
最后,用激光剥离设备去掉蓝宝石衬底1和低温GaN缓冲层2,留下钼衬底8,即制得如图2所示的钼衬底的蓝光LED外延芯片结构。
之所以用钼衬底替代蓝宝石衬底,是因为蓝宝石(即三氧化二铝)的导热系数只有45W/m-K,而钼的导热系数为138 W/m-K,是三氧化二铝的3倍。因此极大地提高了衬底的散热性能,提高了LED的光输出效率,使光输出效率提高到230lm/W,使用寿命也有了较大提高。
另外,钼衬底比较软,便于用激光切割钼基板而制成,整个蓝光LED外延芯片结构的生产工艺简单,适于大批量生产。
以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例,其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准,任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换,也在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.蓝光LED外延芯片结构,其特征在于:包括依次设置的钼衬底、铟或钼合金层、P+GaN接触层、PAIGaN过渡层、InGaN/GaN 发光层和N-GaN接触层。
2.如权利要求1所述的蓝光LED外延芯片结构,其特征在于:所述钼衬底的厚度为50~150um。
3.如权利要求1所述的蓝光LED外延芯片结构,其特征在于:所述铟或钼合金层的厚度为1~10um。
4.如权利要求1所述的蓝光LED外延芯片结构,其特征在于:所述P+GaN接触层的厚度为150~500um。
5.如权利要求4所述的蓝光LED外延芯片结构,其特征在于:所述P+GaN接触层的厚度为260um。
6.如权利要求1所述的蓝光LED外延芯片结构,其特征在于:所述InGaN/GaN 发光层的厚度为2000~5000um。
7.如权利要求1所述的蓝光LED外延芯片结构,其特征在于:所述N-GaN接触层的厚度为200~900um。
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