高效發(fā)光二極管制造技術(shù)

一種高效LED具有反光結(jié)構(gòu)以改善基板的內(nèi)反射效率并將由電極焊盤吸收的光的量最小化，由此改善發(fā)光效率。所述高效LED包括基板、n-半導(dǎo)體層、活性層、p-半導(dǎo)體層以及透明電極層。所述基板在其下側(cè)中具有多個錐形的凹陷，所述凹陷填充有反光填料。這種構(gòu)造將電極焊盤吸收的光的量最小化以及將基板的內(nèi)反射效率最大化，使得未出射到外部的光的量被最小化，由此改善了發(fā)光效率。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】高效發(fā)光二極管
本專利技術(shù)涉及一種高效發(fā)光二極管(LED)，具體地，涉及一種可以具有反光結(jié)構(gòu)以改善基板的內(nèi)反射效率并將由電極焊盤吸收的光的量最小化、由此改善發(fā)光效率的高效LED。
技術(shù)介紹
由于氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置(例如，由III族氮化物基化合物半導(dǎo)體制成的LED、激光二極管等)的發(fā)展，它已經(jīng)作為在諸如顯示器背光、相機閃光燈、照明等各種領(lǐng)域中作為下一代主要光源而獲得關(guān)注。響應(yīng)于氮化物半導(dǎo)體發(fā)光裝置所應(yīng)用領(lǐng)域的增加，正在進行提高亮度和發(fā)光效率的努力。由諸如GaN、InGaN、AlGaN和AlInGaN等氮化物基化合物半導(dǎo)體制成的藍色LED的優(yōu)勢在于它可以產(chǎn)生全色彩。然而，由于與現(xiàn)有的使用導(dǎo)電基板的LED不同，藍色LED通常在絕緣藍寶石基板上生長，n-電極和p-電極兩者設(shè)置在相同側(cè)(由晶體生長產(chǎn)生的氮化物半導(dǎo)體上)上，因此它的缺點是減少的發(fā)光面積。另外，因為諸如p-GaN的p-型氮化物半導(dǎo)體具有大的逸出功和高電阻，所以p-電極金屬(例如結(jié)合焊盤或電極焊盤)不能直接用于p-型氮化物半導(dǎo)體上，為了形成歐姆接觸和電流擴展的目的而在p-型氮化物半導(dǎo)體層上沉積透明電極。用作生長基板的藍寶石基板的性質(zhì)是堅硬的，并且透光(從形成在藍寶石基板上的活性層發(fā)射的光)。藍寶石基板被加工為100μm或更薄，使用激光或金剛石片分離芯片。由于堅硬，藍寶石基板被加工為薄的以分離藍寶石基板，穿過藍寶石基板的光被涂覆在藍寶石基板的下側(cè)上的反射材料涂層反射。然而，現(xiàn)有技術(shù)的LED存在的問題在于，從活性層發(fā)射并進入藍寶石基板的光的一部分由于低反射效率而被截留在藍寶石基板的內(nèi)部。這不僅劣化了LED的發(fā)光效率，還產(chǎn)生熱。為了改善LED的發(fā)光效率，提出了在藍寶石基板上形成圖案的方法。圖5是示出了現(xiàn)有技術(shù)的LED的剖視圖。LED50包括基板510，基板510具有形成在其上部分中以反射入射光的凹凸圖案。緩沖層520形成在基板510上以進行晶格匹配。n-半導(dǎo)體層530形成在緩沖層520上，活性層540形成在n-半導(dǎo)體層530上，p-半導(dǎo)體層550形成在活性層540上，透明電極層560形成在p-半導(dǎo)體層550上，電極焊盤570形成在透明電極層560上。另外，電極焊盤580形成在n-半導(dǎo)體層530上。在現(xiàn)有技術(shù)的LED50中，幾μm的表面凹凸結(jié)構(gòu)522形成在基板的上表面上，以改善來自藍寶石基板510的光的提取。然而，這種結(jié)構(gòu)存在限制的光提取效率的問題。同時，在現(xiàn)有技術(shù)的LED50中，當(dāng)從活性層540發(fā)射的光穿過透明電極層560發(fā)射到外部時，由于形成在透明電極層560上的電極焊盤570是金屬層，所以光不穿過電極焊盤570，而是被電極焊盤570吸收，由此導(dǎo)致光損失。
技術(shù)實現(xiàn)思路
技術(shù)問題已經(jīng)做出本專利技術(shù)來解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，因此本專利技術(shù)在于提供能夠?qū)㈦姌O焊盤吸收的光以及未從基板發(fā)射到外部的光的量最小化的高效發(fā)光二極管(LED)。技術(shù)方案根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，高效LED包括基板、n-半導(dǎo)體層、活性層、p-半導(dǎo)體層以及透明電極層。所述基板在其下側(cè)中具有多個錐形的凹陷，所述凹陷填充有反光填料。優(yōu)選地，凹陷的深度為基板厚度的1/3至1/2。優(yōu)選地，基板的厚度是從150μm至250μm。優(yōu)選地，反光填料是從二氧化鈦(TiO2)、碳酸鉛(PbCO3)、硅石(SiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉛(PbO)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)、三氧化二銻(Sb2O3)及其組合組成的組中選擇的一種。優(yōu)選地，錐形凹陷的側(cè)表面具有從40°至70°的傾斜度。優(yōu)選地，基板在其上部分上具有凹凸圖案。優(yōu)選地，所述基板是藍寶石基板。優(yōu)選地，高效發(fā)光二極管還包括形成在電極焊盤下方的反射層，電極焊盤形成在透明電極層上。優(yōu)選地，反射層形成在透明電極層和電極焊盤之間。優(yōu)選地，透明電極層形成在電極焊盤下方并具有凹凸的構(gòu)造。優(yōu)選地，高效發(fā)光二極管還包括反射層，所述反射層形成在p-半導(dǎo)體層上對應(yīng)于電極焊盤的區(qū)域中，透明電極層形成為覆蓋反射層。優(yōu)選地，電極焊盤具有延伸件，并且反射層形成在延伸件下方，延伸件從電極焊盤的相對置的邊緣沿著水平方向延伸。優(yōu)選地，反射層是布拉格反射器(DBR)。技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實施例的高效LED在基板和電極焊盤上形成反光結(jié)構(gòu)以將電極焊盤吸收的光的量最小化以及將基板的內(nèi)反射效率最大化，使得未出射到外部的光的量被最小化，由此改善了其發(fā)光效率。附圖說明圖1是示出了根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實施例的高效LED的剖視圖；圖2是圖1中形成有電極焊盤的部分A的放大剖視圖；圖3是圖1中示出的高效LED的俯視圖；圖4是示出了根據(jù)本專利技術(shù)的另一個示例性實施例的高效LED的剖視圖；圖5是示出了現(xiàn)有技術(shù)的LED的剖視圖。具體實施方式現(xiàn)將參照附圖在下文中更充分地描述本專利技術(shù)，在附圖中示出了本專利技術(shù)的示例性實施例，由此本公開將把本專利技術(shù)的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。然而，本專利技術(shù)可以以許多不同的形式實施，而不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的實施例。首先，參照圖1描述根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實施例的高效發(fā)光二極管(LED)。圖1是示出了根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實施例的高效LED的剖視圖，圖2是圖1中形成有電極焊盤的部分A的放大剖視圖，圖3是圖1中示出的高效LED的俯視圖。如圖1中所示，LED10包括基板110，基板110在其下側(cè)具有凹陷112。緩沖層120形成在基板110上以進行晶格匹配。n-半導(dǎo)體層130形成在緩沖層120上，活性層140形成在n-半導(dǎo)體層130上，p-半導(dǎo)體層150形成在活性層140上，透明電極層160形成在p-半導(dǎo)體層150上，電極焊盤170形成在透明電極層160上。另外，電極焊盤180形成在n-半導(dǎo)體層130上。考慮到與在基板上生長的氮化物半導(dǎo)體材料的晶格匹配，藍寶石基板通常用作基板110。因為在藍寶石基板上生長氮化物半導(dǎo)體材料是相對容易的，并且藍寶石基板在高溫下穩(wěn)定，因此通常使用藍寶石基板。基板110在其下側(cè)中具有多個錐形的凹陷112，用反光填料114填充凹陷112以促進從活性層140發(fā)射的光的反射。這里，反光填料114可以是從二氧化鈦(TiO2)、碳酸鉛(PbCO3)、硅石(SiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鉛(PbO)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋅(ZnO)、三氧化二銻(Sb2O3)及其組合中選擇的一種。基板110的厚度足夠在其下側(cè)中形成凹陷112。該厚度優(yōu)選為150μm至250μm，更優(yōu)選地為200μm。如圖1中所示，每個凹陷112具有沿著從基板110的下側(cè)到中心軸的方向變窄的錐形構(gòu)造，并且形成為具有基板110的厚度t1的1/3至1/2的深度(t2)。由于錐形構(gòu)造限定的傾斜側(cè)表面，凹陷112有效地反射從內(nèi)部發(fā)射的光。側(cè)表面的傾斜度越高，反射效率可以越好。40°到70°的傾斜度是優(yōu)選的。因為如上所述錐形凹陷112形成在基板110的下側(cè)中，并用反光填料114填充錐形凹陷112，所以可以從基板110反射從活性層140發(fā)射的光，然后穿過透明電極層160出射到外部，由此改善LED10的發(fā)光效率。為了基板110和上覆的氮化物半導(dǎo)體層之間的晶格匹配，形成緩沖層120，緩沖層120形成為由諸如GaN或AlN的氮化物制成的低溫晶粒生長層，緩沖層120具有典型的幾十nm的厚度。n-半導(dǎo)體層130可以由用A本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.09.24 KR 10-2010-00928481.一種高效發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括基板、n-半導(dǎo)體層、活性層、p-半導(dǎo)體層、透明電極層和反射層，其中，透明電極層形成在p-半導(dǎo)體層上，在透明電極層上形成有電極焊盤的區(qū)域中形成有齒狀的凹凸構(gòu)造，反射層形成在齒狀區(qū)域的凹進中，其中，所述基板在其下側(cè)中具有多個錐形的凹陷，所述凹陷填充有反光填料，其中，所述基板在其上部分上具有凹凸圖案，其中，所述反射層是布拉格反射器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效發(fā)光二極管，其中，凹陷具有基板厚度的1/3至1/2的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：尹余鎮(zhèn)，徐源哲，
申請(專利權(quán))人：首爾OPTO儀器股份有限公司，
類型：
國別省市：