CN204696145U - 双面发光led芯片 - Google Patents

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徐之际
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Abstract

本实用新型公开了一种双面发光LED芯片，所述LED芯片包括衬底以及位于衬底上的外延结构，所述外延结构包括位于衬底上的N型半导体层、位于N型半导体层上且相互分离设置的第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层、以及分别位于第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层上的第一P型半导体层和第二P型半导体层，所述N型半导体层上设置有N电极，所述第一P型半导体层和第二P型半导体层上分别设置有第一P电极和第二P电极。本实用新型通过一组芯片即可实现LED双面发光效果，提高了LED芯片的发光效率，且制造工艺简单、控制方便。

Description

双面发光LED芯片
技术领域
本实用新型涉及LED技术领域，特别是涉及一种双面发光LED芯片。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。
LED是一种将电能直接转化为光能的固态半导体器件，相对于传统光源，LED具有体积小、使用寿命长、响应速度快、发光效率高的特点，因此LED成为一种备受瞩目的新型绿色光源进入照明领域。随着LED在照明及背光市场应用范围的逐年提高，中高功率器件的应用需求明显增高，但是现有技术中LED芯片通常为单个侧面出光，出光区域具有一定的限制。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种双面发光LED芯片。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双面发光LED芯片。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供的技术方案如下：
一种双面发光LED芯片，所述LED芯片包括衬底以及位于衬底上的外延结构，所述外延结构包括位于衬底上的N型半导体层、位于N型半导体层上且相互分离设置的第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层、以及分别位于第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层上的第一P型半导体层和第二P型半导体层，所述N型半导体层上设置有N电极，所述第一P型半导体层和第二P型半导体层上分别设置有第一P电极和第二P电极。
作为本实用新型的进一步改进，所述N电极位于第一多量子阱发光层或第二多量子阱发光层旁侧。
作为本实用新型的进一步改进，N型半导体层下方设置有缓冲层。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层下方分别设有第一N型掺杂层和第二N型掺杂层，所述第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层上方分别设有第一P型掺杂层和第二P型掺杂层。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层材料为In0.06Ga0.94N。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一N型掺杂层和第二N型掺杂层的材料为n-Al0.15Ga0.85N，第一P型掺杂层和第二P型掺杂层的材料为p-Al0.15Ga0.85N。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型中通过在同一衬底上形成两个相互分离的LED发光个体，并共用一个对外连接引脚达到并联的电性特性，通过一组芯片即可实现LED双面发光效果，提高了LED芯片的发光效率，且制造工艺简单、控制方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型中记载的一些实施例，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为本实用新型一具体实施方式中双面发光LED芯片的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当部件被称为“直接在另一部件或层上”、“直接连接在另一部件或层上”时，不能存在中间部件或层。
并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一P型半导体层可以被称为第二P型半导体层，并且类似地第二P型半导体层也可以被称为第一P型半导体层，这并不背离本申请的保护范围。
本实用新型公开了一种双面发光LED芯片，包括衬底以及位于衬底上的外延结构，外延结构包括位于衬底上的N型半导体层、位于N型半导体层上且相互分离设置的第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层、以及分别位于第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层上的第一P型半导体层和第二P型半导体层，N型半导体层上设置有N电极，第一P型半导体层和第二P型半导体层上分别设置有第一P电极和第二P电极。
本实用新型中两个LED发光芯片共用同一个衬底，衬底上的两个芯片为对称排布，并共用一个对外连接引脚达到并联电性特性。
参图1所示，本实用新型一具体实施方式中，双面发光LED芯片从下向上依次包括：
衬底10，本实施方式中衬底为蓝宝石衬底，在其他实施方式中也可以为其他衬底材料，如Si、SiC等；
位于衬底10上的缓冲层20，本实施方式中缓冲层为GaN缓冲层；
位于缓冲层20上的N型半导体层30，其中，N型半导体层为n-GaN层；
位于N型半导体层30上且相互分离设置的第一N型掺杂层41和第二N型掺杂层42，优选地，第一N型掺杂层和第二N型掺杂层的材料为n-Al0.15Ga0.85N；
分别位于第一N型掺杂层41和第二N型掺杂层42上的第一多量子阱发光层51和第二多量子阱发光层52，本实施方式中第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层材料为In0.06Ga0.94N；
分别位于第一多量子阱发光层51和第二多量子阱发光层52上的第一P型掺杂层61和第二P型掺杂层62，优选地，第一P型掺杂层和第二P型掺杂层的材料为p-Al0.15Ga0.85N；
分别位于第一P型掺杂层61和第二P型掺杂层62上的第一P型半导体层71和第二P型半导体层72，其中，第一P型半导体层71和第二P型半导体层72为p-GaN层；
N电极80，位于N型半导体层上，
第一P电极91和第二P电极92，分别位于第一P型半导体层和第二P型半导体层上。
上述实施方式仅为本发明的一优选实施方式，在其他实施方式中各层的材料可以采用其他可替代材料，此处不再一一列举。
本实用新型中首先在蓝宝石衬底上依次沉积外延层，之后各外延层通过曝光、显影及刻蚀等一系列工艺工序实现两个不同的发光个体，最终形成双面发光LED，两个发光个体共用同一引脚，能够同时实现通断功能。
有以上技术方案可以看出，本实用新型中通过在同一衬底上形成两个相互分离的LED发光个体，并共用一个对外连接引脚达到并联的电性特性，通过一组芯片即可实现LED双面发光效果，提高了LED芯片的发光效率，且制造工艺简单、控制方便。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种双面发光LED芯片，所述LED芯片包括衬底以及位于衬底上的外延结构，其特征在于，所述外延结构包括位于衬底上的N型半导体层、位于N型半导体层上且相互分离设置的第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层、以及分别位于第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层上的第一P型半导体层和第二P型半导体层，所述N型半导体层上设置有N电极，所述第一P型半导体层和第二P型半导体层上分别设置有第一P电极和第二P电极。
2.根据权利要求1所述的双面发光LED芯片，其特征在于，所述N电极位于第一多量子阱发光层或第二多量子阱发光层旁侧。
3.根据权利要求1所述的双面发光LED芯片，其特征在于，N型半导体层下方设置有缓冲层。
4.根据权利要求1所述的双面发光LED芯片，其特征在于，所述第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层下方分别设有第一N型掺杂层和第二N型掺杂层，所述第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层上方分别设有第一P型掺杂层和第二P型掺杂层。
5.根据权利要求1所述的双面发光LED芯片，其特征在于，所述第一多量子阱发光层和第二多量子阱发光层材料为In0.06Ga0.94N。
6.根据权利要求4所述的双面发光LED芯片，其特征在于，所述第一N型掺杂层和第二N型掺杂层的材料为n-Al0.15Ga0.85N，第一P型掺杂层和第二P型掺杂层的材料为p-Al0.15Ga0.85N。
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