專利名稱：一種結(jié)構(gòu)改良的led芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片。
背景技術(shù)：
因過度開發(fā)導(dǎo)致全球面臨能源短缺以及地球環(huán)境巨變的威脅，新型且節(jié)能省碳概念的光源成為二十一世紀(jì)照明最重要的研究課題之一。發(fā)光二極管(Light Emitting Diode——LED)無疑是最具開發(fā)潛力的綠色照明光源的代表；發(fā)光二極管具有體積小、發(fā)熱量低、耗電量小、壽命長、反應(yīng)速度快、環(huán)保以及高亮度等優(yōu)點(diǎn)。憑借上述多方面的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)光二極管應(yīng)用越來越普遍且應(yīng)用范圍日漸多元化，如交通信號燈、車用照明設(shè)備、戶外顯示器、液晶電視以及手機(jī)背光源等。隨著LED芯片制備技術(shù)不斷地提高，如何提高亮度成為LED進(jìn)入照明領(lǐng)域的重要指標(biāo)，其中以氮化鎵(GaN)系發(fā)光二極管所扮演的角色更是不容忽視?，F(xiàn)有LED燈雖然能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)照明功能，但是普遍存在出光效率不高，亮度亟待進(jìn)一步提高等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種出光效率、亮度均較高的結(jié)構(gòu)改良的LED芯片。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，包括有從下至上依次層疊設(shè)置的襯底、N型半導(dǎo)體層、 有源層以及P型半導(dǎo)體層，所述襯底的下方層疊設(shè)置有反射鏡，反射鏡與襯底之間分布有顆粒狀的銀粒子，銀粒子的一側(cè)壁粘附于襯底的下表面，銀粒子的其余側(cè)壁與反射鏡貼合。其中，所述銀粒子呈半球狀，銀粒子的球形面與所述反射鏡貼合，銀粒子的水平面粘附于所述襯底的下表面。其中，所述N型半導(dǎo)體層為N型GaN層，所述有源層為InGaN/GaN多重量子井發(fā)光層，所述P型半導(dǎo)體層為P型GaN層。其中，所述襯底為碳化硅基板。其中，所述襯底為藍(lán)寶石基板。其中，所述N型半導(dǎo)體層電連接有N型焊接墊，所述P型半導(dǎo)體層電連接有P型焊接墊。其中，所述P型焊接墊與所述P型半導(dǎo)體層之間設(shè)置有透明導(dǎo)電層，P型焊接墊、 透明導(dǎo)電層以及P型半導(dǎo)體層依次電連接。其中，所述透明導(dǎo)電層為氧化銦鎵透明導(dǎo)電層或者氧化鋅透明導(dǎo)電層。其中，所述反射鏡為Ti02/Si02反射鏡。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，包括有從下至上依次層疊設(shè)置的襯底、N型半導(dǎo)體層、有源層以及P型半導(dǎo)體層，所述襯底的下方層疊設(shè)置有反射鏡，反射鏡與襯底之間分布有顆粒狀的銀粒子，銀粒子的一側(cè)壁粘附于襯底的下表面，銀粒子的其余側(cè)壁與反射鏡貼合。位于襯底下方的銀粒子與反射鏡組合并形成復(fù)合反射鏡，相對于單一金屬反射鏡或者介電質(zhì)反射鏡而言，該復(fù)合反射鏡具有較高的表面粗糙度并能夠?qū)⒂性磳影l(fā)出的光線由鏡面反射狀態(tài)變成漫反射狀態(tài)，漫反射可以增加透出本實(shí)用新型的出光面的光線；所以，本實(shí)用新型能夠有效地提高出光效率并最終提升照明亮度。

下面利用附圖來對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但是附圖中的實(shí)施例不夠成對本實(shí)用新型的任何限制。圖1為本實(shí)用新型一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中包括有1——襯底2——N型半導(dǎo)體層 3——有源層4——P型半導(dǎo)體層5——反射鏡6——銀粒子7——N型焊接墊 8——P型焊接墊 9——透明導(dǎo)電層 。
具體實(shí)施方式
為引用和清楚起見，下文中所使用的技術(shù)術(shù)語、簡寫或者縮寫總結(jié)如下GaN——氮化鎵；InGaN/GaN——氮化鎵銦/氮化鎵；TiO2——二氧化鈦；SiO2——
二氧化硅。下面結(jié)合實(shí)施例來對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，包括有從下至上依次層疊設(shè)置的襯底1、N 型半導(dǎo)體層2、有源層3以及P型半導(dǎo)體層4，所述襯底1的下方層疊設(shè)置有反射鏡5，反射鏡5與襯底1之間分布有顆粒狀的銀粒子6，銀粒子6的一側(cè)壁粘附于襯底1的下表面，銀粒子6的其余側(cè)壁與反射鏡5貼合。在本實(shí)用新型制備過程中，首先使用蒸鍍機(jī)在襯底1的下表面鍍上一層均勻的銀薄膜；將蒸鍍完畢后的襯底1放入快速退火爐中進(jìn)行退火處理，其中，退火處理的目的在于使銀薄膜受熱熔化并達(dá)到熔融狀態(tài)，銀熔液由于銀分子之間的范德華力作用而聚集在一起并最終使得層狀的銀薄膜變成顆粒狀的銀粒子6 ；待銀薄膜顆?；院?，冷卻凝固并利用蒸鍍機(jī)在襯底1的下方再鍍上一層用于反射光線的反射鏡5，此時(shí)，銀粒子6被夾持于襯底1與反射鏡5之間，其中，銀粒子6的一側(cè)壁粘附于襯底1的下表面，銀粒子6的其余側(cè)壁與反射鏡5貼合。當(dāng)本實(shí)用新型接上正向電壓時(shí)，此時(shí)，P型半導(dǎo)體層4與外接電源的正極接通，N型半導(dǎo)體層2與外接電源的負(fù)極接通，位于P型半導(dǎo)體層4的空穴在電場作用下朝N型半導(dǎo)體層2 —側(cè)移動(dòng)，位于N型半導(dǎo)體層2的電子在電場作用下朝P型半導(dǎo)體層4 一側(cè)移動(dòng)，空穴與電子在有源層3復(fù)合并產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。位于襯底1下方的銀粒子6與反射鏡5 組合并形成復(fù)合反射鏡，由有源層3發(fā)出的光線經(jīng)銀粒子6以及反射鏡5反射后再經(jīng)位于P型半導(dǎo)體層4 一側(cè)的出光面透射至外界；相對于現(xiàn)有單一金屬反射鏡或者介電質(zhì)反射鏡而言，該復(fù)合反射鏡具有較高的表面粗糙度并能夠?qū)⒂性磳?發(fā)出的光線由鏡面反射狀態(tài)變成漫反射狀態(tài)，相對于鏡面反射而言，漫反射可以增加透出出光面的光線；所以，本實(shí)用新型能夠有效地提高出光效率并最終提升照明亮度。此外，本實(shí)用新型的反射鏡5可以為 Ti02/Si02反射鏡，其中，該Ti02/Si02反射鏡包括依次層疊并交錯(cuò)設(shè)置的TiO2層以及SiO2 層，本實(shí)用新型通過采用TiO2層以及SiO2層堆疊的結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)全方位反射的功效，進(jìn)而進(jìn)一步減少出光損失并提高出光效率；當(dāng)然，本實(shí)用新型的反射鏡5也可以為其他類型的反射鏡，例如由金、鋁、鎳或者鉻等金屬材質(zhì)制備而成的金屬反射鏡。另外，在層狀的銀薄膜退火過程中，銀熔液由于分子間的范德華力作用而聚集成團(tuán)狀并最終經(jīng)冷卻凝固成銀粒子6，成型后的銀粒子6 —般呈半球狀，此時(shí)，銀粒子6的球形面與反射鏡5貼合，銀粒子6的水平面粘附于襯底1的下表面。當(dāng)然，上述銀粒子6形狀并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制，在具體的制備成型過程中，銀粒子6還可以制備成其他形狀。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于各種類型的發(fā)光二極管而并不僅僅局限于某一特定類型的發(fā)光二極管，即本實(shí)用新型可以應(yīng)用于氮化鎵系發(fā)光二極管、砷化鎵系發(fā)光二極管、氯化鎵系發(fā)光二極管等不同類型的發(fā)光二極管中；其中，考慮到氮化鎵系發(fā)光二極管在照明領(lǐng)域所起到的重要作用，故本實(shí)用新型應(yīng)用于氮化鎵系發(fā)光二極管將會(huì)取得非常顯著的效果。當(dāng)本實(shí)用新型應(yīng)用于氮化鎵系發(fā)光二極管時(shí)，此時(shí)，N型半導(dǎo)體層2為N型GaN層，有源層3為InGaN/GaN多重量子井發(fā)光層，P型半導(dǎo)體層4為P型GaN層。進(jìn)一步的，襯底1可以為碳化硅基板，也可以為藍(lán)寶石基板。其中，碳化硅基板具有良好的導(dǎo)電以及導(dǎo)熱性能，這有利于將本實(shí)用新型應(yīng)用于面積較大的大功率LED芯片中；藍(lán)寶石基板具有穩(wěn)定性較好、機(jī)械強(qiáng)度較高以及加工工藝成熟等特點(diǎn)，這有利于本實(shí)用新型的推廣與應(yīng)用。更進(jìn)一步的，考慮到不同材質(zhì)的襯底1具有不同的導(dǎo)電性能，當(dāng)襯底1為藍(lán)寶石基板時(shí)，由于藍(lán)寶石基板不能夠?qū)щ?，故而由藍(lán)寶石基板作襯底1的LED芯片不能制成垂直結(jié)構(gòu)，只能制成如圖1所示的水平結(jié)構(gòu)，此時(shí)，N型半導(dǎo)體層2電連接有N型焊接墊7，P型半導(dǎo)體層4電連接有P型焊接墊8，N型焊接墊7與外接電源的負(fù)極連接，P型焊接墊8與外接電源的正極連接；當(dāng)襯底1為碳化硅基板時(shí)，由于碳化硅基板具有良好導(dǎo)電性能，故而由碳化硅基板作襯底1的LED芯片可以制成垂直結(jié)構(gòu)，此時(shí)，N型焊接墊7與P型焊接墊8沿豎直方向排列。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述P型焊接墊8與所述P型半導(dǎo)體層4之間設(shè)置有透明導(dǎo)電層9，P型焊接墊8、透明導(dǎo)電層9以及P型半導(dǎo)體層4依次電連接。在本實(shí)用新型工作過程中，透明導(dǎo)電層9使電流分散地通過P型GaN層以及InGaN/GaN多重量子井發(fā)光層，這樣就增大了 InGaN/GaN多重量子井發(fā)光層的發(fā)光面積進(jìn)而增加了本實(shí)用新型的光亮度。在本實(shí)用新型制備過程中，透明導(dǎo)電層9貼覆于P型GaN層的上方，P型焊接墊8將P型GaN 層與外接電源連接于一起。此外，本實(shí)用新型所采用的透明導(dǎo)電層9可以為氧化銦鎵(ITO) 透明導(dǎo)電層，也可以為氧化鋅透明導(dǎo)電層，當(dāng)然，上述透明導(dǎo)電層9并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型所采用的透明導(dǎo)電層還可以為薄金屬式透明導(dǎo)電層，例如鎳-金雙金屬層。以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，包括有從下至上依次層疊設(shè)置的襯底(1 )、N型半導(dǎo)體層 (2)、有源層(3)以及P型半導(dǎo)體層(4)，其特征在于所述襯底(1)的下方層疊設(shè)置有反射鏡(5)，反射鏡(5)與襯底(1)之間分布有顆粒狀的銀粒子(6)，銀粒子(6)的一側(cè)壁粘附于襯底(1)的下表面，銀粒子(6)的其余側(cè)壁與反射鏡(5)貼合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述銀粒子(6)呈半球狀，銀粒子(6)的球形面與所述反射鏡(5)貼合，銀粒子(6)的水平面粘附于所述襯底(1)的下表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述N型半導(dǎo)體層(2)為N型GaN層，所述有源層(3)為InGaN/GaN多重量子井發(fā)光層，所述P型半導(dǎo)體層(4) 為P型GaN層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述襯底(1)為碳化娃基板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述襯底(1)為藍(lán)寶石基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述N型半導(dǎo)體層 (2)電連接有N型焊接墊(7)，所述P型半導(dǎo)體層(4)電連接有P型焊接墊(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述P型焊接墊(8) 與所述P型半導(dǎo)體層(4)之間設(shè)置有透明導(dǎo)電層(9)，P型焊接墊(8)、透明導(dǎo)電層(9)以及 P型半導(dǎo)體層(4)依次電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述透明導(dǎo)電層(9) 為氧化銦鎵透明導(dǎo)電層或者氧化鋅透明導(dǎo)電層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，其特征在于所述反射鏡(5)為 Ti02/Si02 反射鏡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及LED制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片。本實(shí)用新型所述的一種結(jié)構(gòu)改良的LED芯片，包括有從下至上依次層疊設(shè)置的襯底、N型半導(dǎo)體層、有源層以及P型半導(dǎo)體層，所述襯底的下方層疊設(shè)置有反射鏡，反射鏡與襯底之間分布有顆粒狀的銀粒子，銀粒子的一側(cè)壁粘附于襯底的下表面，銀粒子的其余側(cè)壁與反射鏡貼合。位于襯底下方的銀粒子與反射鏡組合并形成復(fù)合反射鏡，相對于單一金屬反射鏡或者介電質(zhì)反射鏡而言，該復(fù)合反射鏡具有較高的表面粗糙度并能夠?qū)⒂性磳影l(fā)出的光線由鏡面反射狀態(tài)變成漫反射狀態(tài)，漫反射可以增加透出本實(shí)用新型的出光面的光線；所以，本實(shí)用新型能夠有效地提高出光效率并最終提升照明亮度。
文檔編號H01L33/46GK201985158SQ20112007694
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者周愛新, 王維昀 申請人:東莞市福地電子材料有限公司