CN202189826U

CN202189826U - 蓝光led外延芯片结构

Info

Publication number: CN202189826U
Application number: CN2011202784848U
Authority: CN
Inventors: 张志伟; 吉爱华; 吉爱国; 吉慕璇; 吉磊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2021-08-02

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

蓝光LED外延芯片结构

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

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。