CN209691781U - 直流发光器件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种直流发光器件，涉及半导体技术领域。本申请实施例提供的直流发光器件，各个发光单元形成电子传输岛状结构，各个电子传输岛状结构之间具有足够的距离，相互之间是分隔的。形成各个发光单元由于不需要使用刻蚀或切割等工艺分割发光单元，有效的简化了工艺，并且显著的抑制了刻蚀或切割表面形成的非辐射复合中心，提高器件的发光强度，减慢器件的温升。同时，支撑衬底作为整体结构的支撑结构，可以避免生长衬底的吸光，提高器件的出光率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种直流发光器件。
背景技术
发光二极管LED(Light Emitting Diode)是一种常用的发光器件，常规的LED是低电压的直流器件，在使用市电或其他较高电压的电源来驱动LED的时候，就需要复杂的驱动电路来把电源的电压转化为LED所需的低压、直流电源，这显著地增加了系统的成本，不利于LED的推广使用。
LED可以使用硅衬底进行制作，但硅衬底不透明，会吸收位于其上的LED外延层所发出的光，导致出光效率极大降低。在硅衬底上的多个发光小岛是通过刻蚀或切割形成的，会形成非辐射复合中心。当形成非辐射复合中心时，电子与空穴发生非辐射复合时多余的能量会传递给附近的原子，增加了原子的动能，不仅使得LED的温度升高，还减弱了LED的发光强度。
实用新型内容
有鉴于此，本申请提供了一种直流发光器件。
本申请提供的技术方案如下：
一种直流发光器件，包括：至少一个发光单元、第一绝缘层、连接层、支撑衬底、P电极和N电极，所述发光单元包括电子传输岛状结构、辐射复合层、空穴传输层和P型电极层，其中：
所述辐射复合层覆盖所述电子传输岛状结构的表面；
所述空穴传输层覆盖所述辐射复合层的表面；
所述P型电极层覆盖所述空穴传输层的表面，相邻的发光单元对应的P型电极层相连接，相邻的发光单元对应的电子传输岛状结构互相连接；
所述P电极与所述P型电极层相连接，所述N电极与所述电子传输岛状结构相连接；
所述连接层覆盖所述发光单元，所述支撑衬底位于所述连接层远离所述发光单元的一侧。
进一步地，所述发光单元还包括第二绝缘层和N型电极层，所述第二绝缘层覆盖所述P型电极层，所述N型电极层与所述电子传输岛状结构相连接，多个所述发光单元的N型电极层相连接，所述P电极贯穿所述第一绝缘层与所述P型电极层相连接。
进一步地，所述连接层为绝缘材料，所述N电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧，贯穿所述第一绝缘层和P型电极层后与所述N型电极层相连接。
进一步地，所述连接层和支撑衬底为导电材料，所述支撑衬底作为所述直流发光器件的N电极。
进一步地，所述连接层覆盖所述P型电极层，所述连接层为绝缘材料，所述P电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧贯穿所述第一绝缘层后，与所述P型电极层连接，所述N电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧贯穿所述第一绝缘层后，与所述电子传输岛状结构相连接。
进一步地，所述连接层覆盖所述P型电极层，所述连接层和支撑衬底为导电材料，所述支撑衬底作为所述直流发光器件的P电极，所述N电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧贯穿所述第一绝缘层后，与所述电子传输岛状结构相连接。
进一步地，所述第一绝缘层为二氧化硅或氮化硅。
进一步地，所述P型电极层为透明导电材料或者高反射率材料。
进一步地，所述P型电极层为铟锡氧化物半导体透明导电膜ITO或银。
进一步地，述N型电极层为铟锡氧化物半导体透明导电膜ITO或铝。
本申请实施例提供的直流发光器件，各个发光单元形成电子传输岛状结构，各个电子传输岛状结构之间具有足够的距离，相互之间是分隔的。形成各个发光单元由于不需要使用刻蚀或切割等工艺分割发光单元，有效的简化了工艺，并且显著的抑制了刻蚀或切割表面形成的非辐射复合中心，提高器件的发光强度，减慢器件的温升。同时，支撑衬底作为整体结构的支撑结构，可以避免生长衬底的吸光，提高器件的出光率。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种直流发光器件的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种直流发光器件的另一结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种直流发光器件的另一结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种直流发光器件的另一结构示意图。
图标：102-氮化物成核层；103-第一绝缘层；104-电子传输岛状结构；105-辐射复合层；106-空穴传输层；107-P型电极层；109-第二绝缘层；111-N型电极层；201-连接层；202-支撑衬底；301-P电极；302-N电极。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请实施例提供了一种直流发光器件，如图1至图4所示，包括：至少一个发光单元、第一绝缘层103、连接层201、P电极301、N电极302和支撑衬底202。
详细的，所述发光单元包括电子传输岛状结构104、辐射复合层105、空穴传输层106和P型电极层107，其中：所述辐射复合层105覆盖所述电子传输岛状结构104的表面；所述空穴传输层106覆盖所述辐射复合层105的表面；所述P型电极层107覆盖所述空穴传输层106的表面，相邻的发光单元对应的P型电极层107相连接，相邻的发光单元对应的电子传输岛状结构104互相连接；所述P电极301与所述P型电极层107相连接，所述N电极302与所述电子传输岛状结构104相连接；所述连接层201覆盖所述发光单元，所述支撑衬底202位于所述连接层201远离所述发光单元的一侧。
在本申请实施例中，器件中的多个发光单元对应的P型电极层107是相互连接的，即形成了发光单元并联的结构，从而可以形成直流发光器件。如图1所示，电子传输岛状结构104是以氮化物成核层102为成核中心生长的，氮化物成核层102可以选择三族氮化物材料，在预先准备的生长衬底上制作。本申请实施例提供的直流发光器件是去除了生长衬底后得到的，生长衬底是在支撑衬底202制作完成后去除的，由支撑衬底202作为直流发光器件的整体支撑结构。电子传输岛状结构104形成三维的相互独立的结构，相邻的发光单元的电子传输岛状结构104相互绝缘。所述第一绝缘层103可以为二氧化硅或氮化硅。
在本申请实施例中，直流发光器件的具体结构可以因支撑衬底202和连接层201的材料不同以及是否制备N型电极层111而有所不同。
如图1和图2所示，所述发光单元还包括第二绝缘层109和N型电极层111，所述第二绝缘层109覆盖所述P型电极层107，所述N型电极层111与所述电子传输岛状结构104相连接，多个所述发光单元的N型电极层111相连接，所述P电极301贯穿所述第一绝缘层103与所述P型电极层107相连接。
第二绝缘层109将P型电极层107覆盖，N型电极层111具有贯穿空穴传输层106、辐射辐射层后与电子传输岛状结构104相连接的结构，同时N型电极层111将第二绝缘层109覆盖，第二绝缘层109将P型电极层107和N型电极层111相绝缘。在N型电极层111具有贯穿空穴传输层106、辐射辐射层后与电子传输岛状结构104相连接的结构中，第二绝缘层109也将N型电极层111与空穴传输层106、辐射辐射层相绝缘。
在图1所示结构中，所述连接层201为绝缘材料，所述N电极302从所述第一绝缘层103远离所述P型电极层107一侧，贯穿所述第一绝缘层103和P型电极层107后与所述N型电极层111相连接。N型电极层111将多个电子传输岛状结构104连接，从而使多个发光单元形成了并联的结构，P电极301与P型电极层107连接，N电极302与N型电极层111连接，从而实现N电极302与电子传输岛状结构104形成欧姆接触，形成了直流发光器件。
再如图2所示，与图1所示结构不同的是，所述连接层201和支撑衬底202为导电材料，所述支撑衬底202作为所述直流发光器件的N电极。在连接层201和支撑衬底202都采用导电材料时，N型电极层111就直接可以通过连接层201、支撑衬底202与外部电路连接，不需要再制备独立的N电极302，在这样的结构中，支撑衬底202就作为直流发光器件的N电极。
图1和图2所示的结构中，在P型电极层107的表面制备有第二绝缘层109和N型电极层111。在另一种实施方式中，还可以不在P型电极层107的表面制备地热绝缘层和N型电极层111，连接层201直接覆盖P型电极层107。如图3所示，所述连接层201覆盖所述P型电极层107，所述连接层201为绝缘材料，所述P电极301从所述第一绝缘层103远离所述P型电极层107一侧贯穿所述第一绝缘层103后，与所述P型电极层107连接，所述N电极302从所述第一绝缘层103远离所述P型电极层107一侧贯穿所述第一绝缘层103后，与所述电子传输岛状结构104相连接。
在图3所示结构中，由于连接层201采用绝缘材料，需要在单独制备P电极301和N电极302。N电极302直接在去除氮化物成核层102后与电子传输岛状结构104连接，从而使多个发光单元形成并联结构，形成直流发光器件。
在另一种实施方式中，如图4所示，所述连接层201覆盖所述P型电极层107，所述连接层201和支撑衬底202为导电材料，所述支撑衬底202作为所述直流发光器件的P电极，所述N电极302从所述第一绝缘层103远离所述P型电极层107一侧贯穿所述第一绝缘层103后，与所述电子传输岛状结构104相连接。
在图4所示结构中，由于连接层201和P型电极层107都采用导电材料，就不必再制备独立的P电极301，P型电极层107可以通过连接层201和支撑衬底202与外部电路连接，支撑衬底202就作为该器件的P电极。N电极302的结构与图3所示的N电极302相同，从而形成直流发光器件。
综上所述，本申请实施例提供的直流发光器件，各个发光单元形成电子传输岛状结构104，各个电子传输岛状结构104之间具有足够的距离，相互之间是分隔的。形成各个发光单元由于不需要使用刻蚀或切割等工艺分割发光单元，有效的简化了工艺，并且显著的抑制了刻蚀或切割表面形成的非辐射复合中心，提高器件的发光强度，减慢器件的温升。同时，支撑衬底202作为整体结构的支撑结构，可以避免生长衬底的吸光，提高器件的出光率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种直流发光器件，其特征在于，包括：至少一个发光单元、第一绝缘层、连接层、支撑衬底、P电极和N电极，所述发光单元包括电子传输岛状结构、辐射复合层、空穴传输层和P型电极层，其中：
所述辐射复合层覆盖所述电子传输岛状结构的表面；
所述空穴传输层覆盖所述辐射复合层的表面；
所述P型电极层覆盖所述空穴传输层的表面，相邻的发光单元对应的P型电极层相连接，相邻的发光单元对应的电子传输岛状结构互相连接；
所述P电极与所述P型电极层相连接，所述N电极与所述电子传输岛状结构相连接；
所述连接层覆盖所述发光单元，所述支撑衬底位于所述连接层远离所述发光单元的一侧。
2.根据权利要求1所述的直流发光器件，其特征在于，所述发光单元还包括第二绝缘层和N型电极层，所述第二绝缘层覆盖所述P型电极层，所述N型电极层与所述电子传输岛状结构相连接，多个所述发光单元的N型电极层相连接，所述P电极贯穿所述第一绝缘层与所述P型电极层相连接。
3.根据权利要求2所述的直流发光器件，其特征在于，所述连接层为绝缘材料，所述N电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧，贯穿所述第一绝缘层和P型电极层后与所述N型电极层相连接。
4.根据权利要求2所述的直流发光器件，其特征在于，所述连接层和支撑衬底为导电材料，所述支撑衬底作为所述直流发光器件的N电极。
5.根据权利要求1所述的直流发光器件，其特征在于，所述连接层覆盖所述P型电极层，所述连接层为绝缘材料，所述P电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧贯穿所述第一绝缘层后，与所述P型电极层连接，所述N电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧贯穿所述第一绝缘层后，与所述电子传输岛状结构相连接。
6.根据权利要求1所述的直流发光器件，其特征在于，所述连接层覆盖所述P型电极层，所述连接层和支撑衬底为导电材料，所述支撑衬底作为所述直流发光器件的P电极，所述N电极从所述第一绝缘层远离所述P型电极层一侧贯穿所述第一绝缘层后，与所述电子传输岛状结构相连接。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的直流发光器件，其特征在于，所述第一绝缘层为二氧化硅或氮化硅。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的直流发光器件，其特征在于，所述P型电极层为透明导电材料或者高反射率材料。
9.根据权利要求1至6任意一项所述的直流发光器件，其特征在于，所述P型电极层为铟锡氧化物半导体透明导电膜ITO或银。
10.根据权利要求3至5任意一项所述的直流发光器件，其特征在于，述N型电极层为铟锡氧化物半导体透明导电膜ITO或铝。
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| CN201920847301.6U CN209691781U (zh) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | 直流发光器件 |
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| CN (1) | CN209691781U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110085714A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-02 | 广东省半导体产业技术研究院 | 直流发光器件及其制作方法 |
-
2019
- 2019-06-05 CN CN201920847301.6U patent/CN209691781U/zh active Active
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110085714A (zh) * | 2019-06-05 | 2019-08-02 | 广东省半导体产业技术研究院 | 直流发光器件及其制作方法 |
| CN110085714B (zh) * | 2019-06-05 | 2024-03-22 | 广东省半导体产业技术研究院 | 直流发光器件及其制作方法 |
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