CN218215343U - 一种发光二极管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发光二极管，包括：生长衬底、第一PN半导体、第二PN半导体，所述第一PN半导体设置在所述生长衬底的上表面上，所述第二PN半导体设置在所述生长衬底1的下表面上，所述生长衬底上形成至少一个通孔，所述第一PN半导体与所述第二PN半导体通过所述通孔连通；本实用新型采用在生长衬底上下两面分别设置PN半导体的结构，在相同单位投影面积下，最大限度增加出光量，从而达到尺寸不变的前提下，大幅度提升亮度的目的。

Description

一种发光二极管

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，尤其涉及一种发光二极管。

背景技术

半导体发光二极管被广泛应用于固态照明光源，其绿色节能的特点被普遍关注，其具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、体积小可平面封装等优点，特别是以氮化物为基础的蓝色发光二极管的研制成功，使得发光二极管可以实现全色彩发光，并逐步迈向白光照明时代。目前发光二极管在汽车内外灯光、显示器背光、室外景观照明，便携式系统闪光灯、投影仪光源、广告灯箱、电筒、交通灯等领域都有广泛应用。

发光二极管的一般制造方法是在蓝宝石衬底上依次生长氮化镓基材料，而且伴随N型电极以及切割道的刻蚀，四个侧面的很大面积有源区被闲置，影响大发光效率以及电流走向。

例如专利CN209912887U提供的一种倒装结构的紫外LED芯片，包括依次设置的电极层、P-GaN层、量子井层、N-GaN层以及衬底层；所述N-GaN层与所述衬底层相互接触，所述衬底层与所述N-GaN层相接触的面为接触面，所述衬底层上与所述接触面相邻的面为斜面，该斜面与所述接触面之间的夹角为锐角。

然而，上述专利的LED芯片存在以下问题：虽然其通过将与接触面相邻的面设为斜面，提高了紫外LED芯片的出光，但其只改善了芯片的正面出光效率，对单位面积的出光效率的改善并不高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种发光二极管，能够单位面积的出光效率。

为了达到上述目的，本实用新型解决技术问题的技术方案是提供一种发光二极管，包括：

生长衬底、第一PN半导体、第二PN半导体，所述第一PN半导体设置在所述生长衬底的上表面上，所述第二PN半导体设置在所述生长衬底1的下表面上，所述生长衬底上形成至少一个通孔，所述第一PN半导体与所述第二PN半导体通过所述通孔连通。

进一步，所述第一PN半导体包括第一N-GAN层、第一发光层、第一P-GAN层、第一电流扩展层、第一保护层以及第一电极，所述第一N-GAN层位于所述生长衬底上表面上，所述第一发光层位于所述第一N-GAN层上，所述第一P-GAN层位于所述第一发光层上，所述第一电流扩展层位于所述第一P-GAN层上，所述第一电极位于所述第一N-GAN层以及所述第一电流扩展层上，分别形成N形电极以及P形电极，所述第一保护层覆盖在所述第一N-GAN层以及所述第一电流扩展层并使所述第一电极相对所述第一保护层露出。

进一步，所述第一发光层为多量子阱结构。

进一步，所述第一电流扩展层为透明氧化铟锡层。

进一步，所述第一保护层的材料包括硅的氧化物和/或硅的氮化物。

进一步，所述第二PN半导体包括第二N-GAN层、第二发光层、第二P-GAN层、第二电流扩展层以及第二电极，所述第二N-GAN层位于所述生长衬底下表面上，所述第二发光层位于所述第二N-GAN层上，所述第二P-GAN层位于所述第二发光层上，所述第二电流扩展层位于所述第二P-GAN层上，所述第二电极35位于所述第二电流扩展层上。

进一步，所述第二发光层为多量子阱结构。

进一步，所述第二电流扩展层为透明氧化铟锡层。

进一步，所述第二电极呈片状并完全贴合于所述第二电流扩展层。

进一步，所述生长衬底为蓝宝石衬底。

与现有技术相比，本实用新型所提供的发光二极管具有以下有益效果：

本实用新型采用在生长衬底上下两面分别设置PN半导体的结构，在相同单位投影面积下，最大限度增加出光量，从而达到尺寸不变的前提下，大幅度提升亮度的目的。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；

图中：1-生长衬底，11-通孔，2-第一PN半导体，21-第一N-GAN层，22-第一发光层，23-第一P-GAN层，24-第一电流扩展层，25-第一保护层，26-第一电极，3-第二PN半导体，31-第二N-GAN层，32-第二发光层，33-第二P-GAN层，34-第二电流扩展层，35-第二电极。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供的一种发光二极管，其包括：生长衬底1、第一PN半导体2、第二PN半导体3，所述第一PN半导体2设置在所述生长衬底1的上表面上，所述第二PN半导体3设置在所述生长衬底1的下表面上，所述生长衬底1上形成至少一个通孔11，所述第一PN半导体2与所述第二PN半导体3连通。

本实用新型采用在生长衬底上下两面分别设置PN半导体的结构，在相同单位投影面积下，最大限度增加出光量，从而达到尺寸不变的前提下，大幅度提升亮度的目的。

具体的，所述生长衬底1可包括但不仅限于硅衬底、氮化镓衬底或蓝宝石衬底等。

具体的，所述第一PN半导体2包括第一N-GAN层21、第一发光层22、第一P-GAN层23、第一电流扩展层24、第一保护层25以及第一电极26，所述第一N-GAN层21位于所述生长衬底1上表面上，所述第一发光层22位于所述第一N-GAN层21上，所述第一P-GAN层23位于所述第一发光层22上，所述第一电流扩展层24位于所述第一P-GAN层23上，所述第一电极26位于所述第一N-GAN层21以及所述第一电流扩展层24上，分别形成N形电极以及P形电极，所述第一保护层25覆盖在所述第一N-GAN层21以及所述第一电流扩展层24并使所述第一电极26相对所述第一保护层25露出。

在一些实施例中，所述第一发光层22为MQW(multiple quantum well，多量子阱结构)，例如包括交替层叠的InGaN(氮化铟镓)层和GaN(氮化镓)层。

在一些实施例中，所述第一电流扩展层24可以为透明氧化铟锡(ITO)层。

在一些实施例中，所述第一保护层25的材料包括硅的氧化物和/或硅的氮化物，例如可以为SiO₂层或SiN层或者SiO₂和SiN的组合。

在一些实施例中，所述P型电极和所述N型电极可以为金属层。

具体的，所述第二PN半导体3包括第二N-GAN层31、第二发光层32、第二P-GAN层33、第二电流扩展层34以及第二电极35，所述第二N-GAN层31位于所述生长衬底1下表面上，所述第二发光层32位于所述第二N-GAN层31上，所述第二P-GAN层33位于所述第二发光层32上，所述第二电流扩展层24位于所述第二P-GAN层33上，所述第二电极35位于所述第二电流扩展层24上。

在一些实施例中，所述第二发光层32为MQW(multiple quantum well，多量子阱结构)，例如包括交替层叠的InGaN(氮化铟镓)层和GaN(氮化镓)层。

在一些实施例中，所述第二电流扩展层34可以为透明氧化铟锡(ITO)层。

在一些实施例中，所述第二电极35呈片状，完全贴合于所述第二电流扩展层24。这样设置的好处在于：1、由于生产时，是倒装生产的，片状的所述第二电极35便于生产；2、相较于传统的发光二极管，本申请的发光二极管由于堆叠了两个PN半导体，导致其发热量巨大，片状的第二电极35有利于散热。

为便于理解，本申请还提供该发光二极管的生产流程。

首先，在所述生长衬底1上生长所述第一N-GAN层21、所述第一发光层22、所述第一P-GAN层23，并对述第一发光层22、所述第一P-GAN层23进行蚀刻，使部分所述第一N-GAN层21露出；

其次，对上述结构进行蒸镀ITO薄膜以及沉积所述第一保护层25，经过光刻、腐蚀等处理，露出第一N-GAN层21以及第一电流扩展层24；在露出第一N-GAN层21以及第一电流扩展层24的位置处进行蒸镀第一电极26，并经过光刻、腐蚀等处理；

接着，将上述结构反装，在所述生长衬底1上进行光刻、刻蚀处理，将所述生长衬底1刻蚀到露出所述第一N-GAN层21为止，得到孔状图形结构；

进一步，在所述生长衬底1上逐步沉积所述第二N-GAN层31、所述第二发光层32、所述第二P-GAN层33、所述第二电流扩展层34以及所述第二电极35；

最后，再次将结构反转，得到最终结构。

本实用新型采用在生长衬底上下两面分别设置PN半导体的结构，在相同单位投影面积下，最大限度增加出光量，从而达到尺寸不变的前提下，大幅度提升亮度的目的。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：

生长衬底、第一PN半导体、第二PN半导体，所述第一PN半导体设置在所述生长衬底的上表面上，所述第二PN半导体设置在所述生长衬底的下表面上，所述生长衬底上形成至少一个通孔，所述第一PN半导体与所述第二PN半导体通过所述通孔连通。

2.如权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述第一PN半导体包括第一N-GAN层、第一发光层、第一P-GAN层、第一电流扩展层、第一保护层以及第一电极，所述第一N-GAN层位于所述生长衬底上表面上，所述第一发光层位于所述第一N-GAN层上，所述第一P-GAN层位于所述第一发光层上，所述第一电流扩展层位于所述第一P-GAN层上，所述第一电极位于所述第一N-GAN层以及所述第一电流扩展层上，分别形成N形电极以及P形电极，所述第一保护层覆盖在所述第一N-GAN层以及所述第一电流扩展层并使所述第一电极相对所述第一保护层露出。

3.如权利要求2所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述第一发光层为多量子阱结构。

4.如权利要求2所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述第一电流扩展层为透明氧化铟锡层。

5.如权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述第二PN半导体包括第二N-GAN层、第二发光层、第二P-GAN层、第二电流扩展层以及第二电极，所述第二N-GAN层位于所述生长衬底下表面上，所述第二发光层位于所述第二N-GAN层上，所述第二P-GAN层位于所述第二发光层上，所述第二电流扩展层位于所述第二P-GAN层上，所述第二电极位于所述第二电流扩展层上。

6.如权利要求5所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述第二发光层为多量子阱结构。

7.如权利要求5所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述第二电流扩展层为透明氧化铟锡层。

8.如权利要求5所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述第二电极呈片状并完全贴合于所述第二电流扩展层。

9.如权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：

所述生长衬底为蓝宝石衬底。

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