CN206364054U - 一种凸型led芯片结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种凸型LED芯片结构，包括衬底、反射层、缓冲层和LED发光结构；所述衬底的上表面覆盖有发射层，所述反射层上覆盖有缓冲层，所述缓冲层的上设置有LED发光结构；所述LED发光结构为凸台结构，凸台两侧面与水平面间的夹角小于45°，所述LED发光结构包括第一半导体层、有源层、第二半导体层和透明导电膜；所述第一半导体层覆盖在缓冲层上，且所述有源层覆盖在第一半导体层上，所述缓冲层上覆盖有第二半导体层。本实用新型通过在衬底上覆盖有反射层，且在反射层上覆盖有缓冲层，避免对衬底进行图形化，降低生产成本以及提高生产效率；通过将LED发光结构的侧面设计成凸台结构，能够有效减少全发射现象，增加LED灯的出光亮。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体技术领域，涉及到一种凸型LED芯片结构。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。
LED产业是近几年最受瞩目的产业之一，发展至今，LED产品己具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命长，且不含汞，具有环保效益等优点，因此被认为是新世代绿色节能照明的最佳光源。LED灯是广泛应用于人们的日常生活，例如交通红绿灯、车头灯、户外显示器、手机背光源，电器的指示灯、部分照明路灯等都广泛采用尤其而言，在节能环保方面，LED灯相比普通白炽灯和荧光灯具有明显的优势，因此未来LED光源代替传统光源成为主要照明光源己经成为共识。
然而要代替传统光源，LED的成本要尽可能低，目前LED发光结构通常都是采用金属有机物化学气相沉积(M0CVD)技术异质外延制备。其中,常用的异质衬底目前主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底，然而硅衬底以其便宜的价格，大尺寸等优势，在LED照明上具有极其明显的优势。但是，由于硅衬底具有吸光特性，因此硅衬底上的外延层需要转移到另外的衬底上以制备成垂直结构LED芯片。虽然通过砝衬底转移得到的垂直结构LED芯片有很多的优势，但是芯片的成本会升高。
另外现有技术中LED灯采用黄光制程，采用黄光制成导致LED灯的出光量比较小，为解决LED芯片的制造成本高且出光量低的问题，先设计一种凸型LED 芯片结构。
实用新型内容
本实用新型提供的一种凸型LED芯片结构，通过在衬底上覆盖有反射层，且在反射层上覆盖有缓冲层；通过将LED发光结构的侧面设计成凸台结构，凸台两侧面与水平面间的夹角小于45°，解决了LED芯片制造成本高、生产效率低且LED灯的出光量低的问题。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种凸型LED芯片结构，包括衬底、反射层和LED发光结构；
所述衬底的上表面覆盖有发射层，所述反射层的上方设置有LED发光结构；
所述LED发光结构为凸台结构，所述LED发光结构包括第一半导体层、有源层、第二半导体层和透明导电膜；所述第一半导体层覆盖在缓冲层上，且所述有源层覆盖在第一半导体层上，所述缓冲层上覆盖有第二半导体层。
进一步地，还包括缓冲层，所述缓冲层设置在反射层和LED发光结构之间，所述缓冲层的厚度为100-300nm。
进一步地，所述LED发光结构两倾斜面与水平面间的夹角小于45°。
进一步地，所述第二半导体层上覆盖有透明导电膜；所述透明导电膜上设置有第一电极；所述第一半导体层上设置有第一电极。
进一步地，所述反射层的制备材料为氧化硅，且反射层采用反射镜结构设计，所述反射层的厚度为1-3um。
进一步地，所述第一半导体层为P型掺杂，第二半导体层为N型掺杂，或第一半导体层为N型掺杂，第二半导体层为P型掺杂。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过在衬底上覆盖有反射层，且在反射层上覆盖有缓冲层，避免对衬底进行图形化，降低生产成本以及提高生产效率；通过将LED发光结构的侧面设计成凸台结构，能够有效减少全发射现象，增加LED灯的出光亮。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型一种LED局部结构示意图；
图2为本实用新型一种凸型LED芯片结构示意图；
图3为本实用新型LED发光结构制作发的凹模板结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
10-衬底，20-反射层，30-缓冲层，40-LED发光结构，100-凹模板，101-第一斜边，102-第二斜边，401-第一半导体层，402-有源层，403-第二半导体层， 404-透明导电膜。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1、2所示，一种凸型LED芯片结构，包括衬底10、反射层20、缓冲层30和LED发光结构40,在衬底10的上表面覆盖有发射层20，反射层20 的上表面覆盖有缓冲层30，缓冲层30上方覆盖有LED发光结构40；
LED发光结构40包括第一半导体层401、有源层402、第二半导体层403和透明导电膜404；第一半导体层401覆盖在缓冲层30上，且有源层402覆盖在第一半导体层401上，缓冲层30上覆盖有第二半导体层403，第二半导体层403 上覆盖有透明导电膜404；
其中第一半导体层401为P型掺杂，第二半导体层403为N型掺杂，或第一半导体层401为N型掺杂，第二半导体层403为P型掺杂；
反射层20为氧化硅材料制成，且采用反射镜结构设计，反射层20的厚度为1-3um。
如图3所示，为一凹模板100，凹模板100的第一斜边101和第二斜边102 与水平面的夹角分别小于45°，通过凹模板100对LED发光结构40进行制作，形成具有凸台结构的LED发光结构；凸台LED发光结构40的一边具有部分厚度的第一半导体层401，在部分厚度的第一半导体401上设置有第一电极201；在透明导电膜404上设置有第一电极201。
呈凸台结构的LED发光结构40，凸台的倾斜面与水平面的夹角分别小于45°。
一种LED的制作方法，包括如下步骤：
S1、提供衬底10；
S2、在衬底10的上表面通过蒸发的方式形成1-3um的氧化硅的结构，即为反射层20；
S3、在反射层20的上表面通过溅射法形成缓冲层30；
S4、在反射层20的表面上形成LED发光结构40，其中LED发光结构40包括包括第一半导体层401、有源层402、第二半导体层403和透明导电膜404；依次在反射层20的表面上沉积第一半导体层401、有源层402和第二半导体层 403；
S5、在第二半导体层403的上表面贴有透明导电膜404；
S6、提供一个凹模板100，通过将凹模板100倒置在LED发光结构40，并采用蚀刻的方式将LED发光结构40蚀刻成凸台状，形成的LED发光结构40的两侧面为为倾斜面，且倾斜面与水平面的夹角小于45°；
S7、凸台状的LED发光结构40上的第一半导体层401上设置有第一电极201；在透明导电膜404上设置有第一电极201。
采用溅射法形成缓冲层30的具体工艺：采用铝靶，工作气压为1.3Pa，功率为100W，衬底11的温度为400℃，溅射气氛中的氮气浓度为60％。
第一半导体层401采用P-GaN进行沉积，且沉积的厚度为2um；第二半导体层403采用N-GaN进行沉积，且沉积的厚度为200nm。
本实用新型通过在衬底上覆盖有反射层，且在反射层上覆盖有缓冲层，避免对衬底进行图形化，降低生产成本以及提高生产效率；通过将LED发光结构的侧面设计成凸台结构，能够有效减少全发射现象，增加LED灯的出光亮。
以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种凸型LED芯片结构，其特征在于：包括衬底(10)、反射层(20)和LED发光结构(40)；
所述衬底(10)的上表面覆盖有发射层(20)，所述反射层(20)的上方设置有LED发光结构(40)；
所述LED发光结构(40)为凸台结构，所述LED发光结构(40)包括第一半导体层(401)、有源层(402)、第二半导体层(403)和透明导电膜(404)；所述第一半导体层(401)覆盖在缓冲层(30)上，且所述有源层(402)覆盖在第一半导体层(401)上，所述缓冲层(30)上覆盖有第二半导体层(403)。
2.根据权利要求1所述的一种凸型LED芯片结构，其特征在于：还包括缓冲层(30)，所述缓冲层(30)设置在反射层(20)和LED发光结构(40)之间，所述缓冲层(30)的厚度为100-300nm。
3.根据权利要求1所述的一种凸型LED芯片结构，其特征在于：所述LED发光结构(40)两倾斜面与水平面间的夹角小于45°。
4.根据权利要求1所述的一种凸型LED芯片结构，其特征在于：所述第二半导体层(403)上覆盖有透明导电膜(404)；所述透明导电膜(404)上设置有第一电极(201)；所述第一半导体层(401)上设置有第一电极(201)。
5.根据权利要求1所述的一种凸型LED芯片结构，其特征在于：所述反射层(20)的制备材料为氧化硅，且反射层(20)采用反射镜结构设计，所述反射层(20)的厚度为1-3um。
6.根据权利要求1所述的一种凸型LED芯片结构，其特征在于：所述第一半导体层(401)为P型掺杂，第二半导体层(403)为N型掺杂，或第一半导体层(401)为N型掺杂，第二半导体层(403)为P型掺杂。
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Cited By (2)
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| CN109728146A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-05-07 | 郑州师范学院 | 一种包含反射材料的氮化镓二极管 |
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