发光二极管及其制造方法技术

技术编号:15510572 阅读:284 留言:0更新日期:2017-06-04 03:58
本发明专利技术的示例性实施例提供了发光二极管(LED)芯片和一种制造该发光二极管芯片的方法。根据示例性实施例的LED芯片包括:基底;发光结构,布置在基底上;以及布置在基底下方的交替层压底部结构。交替层压底部结构包括多个电介质对,每个电介质对包括具有第一折射率的第一材料层和具有第二折射率的第二材料层,第一折射率比第二折射率大。

Light emitting diode and manufacturing method thereof

An exemplary embodiment of the present invention provides a light-emitting diode (LED) chip and a method of manufacturing the LED chip. The LED chip according to exemplary embodiments includes a substrate, a light emitting structure disposed on the substrate, and an alternating laminated bottom structure disposed below the substrate. The alternating laminated bottom structure includes a plurality of dielectric pairs, each dielectric pair including a first material layer having a first refractive index and a second material layer having a second refractive index, having a first refractive index ratio of second and a large refractive index.

【技术实现步骤摘要】
发光二极管及其制造方法
本专利技术的示例性实施例涉及一种发光二极管芯片及其制造方法,更具体地讲,涉及一种具有提高的发光效率的发光二极管芯片及其制造方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)基蓝或紫外(UV)发光二极管(LED)应用范围广泛。具体地讲,发射混合颜色的光(例如,白光)的各种类型的LED封装件已经应用于背光单元和一般照明等。由于LED封装件的光学功率通常依赖于LED芯片的发光效率,因此对具有提高的发光效率的LED芯片的研发集中进行了大量研究。例如,为了改善光提取效率,在LED芯片的发光平面上可以形成粗糙的表面,或者可以调整透明基底或外延层的形状。可选择地,诸如Al的金属反射器可以设置在与发光平面相对的芯片安装平面上,以反射向芯片安装平面传播的光,这可以提高发光效率。即,金属反射器可以用于反射光并减少光学损失,从而提高发光效率。然而,反射金属可能因氧化而使反射率劣化,所以金属反射器可能具有相对低的反射率。因此,近期研究已经集中于利用交替地逐个堆叠的具有不同折射率的材料的层压件的反射层的高反射率和相对稳定的反射特性两者。然而,这样的交替层压结构在窄的波长带内会具有高的反射率,而在其他波长带内会具有低的反射率。因此,对于利用通过磷光体等进行波长转换的光以发射白光的LED封装件,交替层压结构可能不能对于经受波长转换的光提供有效的反射特性,并且在提高LED封装件的发光效率方面会具有有限的能力。此外,交替层压结构可以对垂直入射光展现出高反射率,但是可能对具有相对大的入射角的光展现出相对低的反射率。可以通过增加在交替层压结构中堆叠的层的总数并调整各个层的厚度来加宽具有高反射率的波长带。然而,交替层压结构中的大量的层会使得难以调整各个层的厚度,并且改变层的总数会改变各个层的厚度,因此难以确定各个层的最佳厚度。
技术实现思路
技术问题本专利技术的示例性实施例提供了一种具有提高的发光效率的LED芯片。本专利技术的示例性实施例提供了一种可以提高LED封装件的发光效率的LED芯片。本专利技术的示例性实施例提供了一种有助于确定交替层压结构中的层的层压顺序和每个层的光学厚度的发光二极管芯片及其制造方法。本专利技术的附加特征将在下面的描述中进行阐述,并且部分地根据描述将是明显的,或者可以通过本专利技术的实施而了解。技术方案本专利技术的示例性实施例提供了一种发光二极管芯片,所述发光二极管芯片包括基底、布置在基底上的发光结构以及交替层压底部结构,发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及设置在第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间的有源层,基底布置在交替层压底部结构上,交替层压底部结构包括多个电介质对,每个电介质对包括具有第一折射率的第一材料层和具有第二折射率的第二材料层,第一折射率比第二折射率大。此外,所述多个电介质对包括:多个第一电介质对,包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均小于λ/4;第二电介质对,包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层中的一个材料层的光学厚度小于λ/4,另一个材料层的光学厚度大于λ/4;以及多个第三电介质对,包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均大于λ/4,其中,λ是可见光范围的中心波长。本专利技术的另一示例性实施例提供了一种制造发光二极管芯片的方法。所述方法包括在基底的第一表面上形成至少一个发光结构和在基底的第二表面上形成交替层压底部结构,第二表面位于基底的与第一表面相对的侧上。交替层压底部结构包括多个电介质对,每个电介质对包括具有第一折射率的第一材料层和具有第二折射率的第二材料层,第一折射率比第二折射率大。此外,所述多个电介质对包括:多个第一电介质对,包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均小于λ/4;第二电介质对,包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层中的一个材料层的光学厚度小于λ/4,另一个材料层的光学厚度大于λ/4;以及多个第三电介质对,包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均大于λ/4,其中,λ是可见光范围的中心波长。将理解的是,前面的总体描述和下面的详细描述是示例性的和说明性的,并且意图提供如所要求保护的本专利技术的进一步解释。附图说明包括附图以提供对本专利技术的进一步理解,附图并入到本说明书中,并构成本说明书的一部分,附图示出了本专利技术的示例性实施例,并与描述一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据本专利技术的示例性实施例的发光二极管芯片的侧面剖视图。图2是解释根据本专利技术的示例性实施例的交替层压底部结构的光学厚度和顺序的曲线图。图3是描绘图2的交替层压底部结构的反射率的曲线图。图4是描绘根据本专利技术的示例性实施例的交替层压顶部结构的透射率的曲线图。图5是根据本专利技术的示例性实施例的包括LED芯片的LED封装件的侧面剖视图。图6是根据本专利技术的示例性实施例的发光二极管芯片的侧面剖视图。图7是根据本专利技术的示例性实施例的发光二极管芯片的侧面剖视图。具体实施方式在下文中参照附图更充分地描述本专利技术,在附图中示出了本专利技术的示例性实施例。然而,本专利技术可以以许多不同的形式实施并且不应该被解释为局限于这里阐述的示例性实施例。相反,提供这些示例性实施例使得本公开是全面的,并且将把本专利技术的范围充分地传达给本领域的技术人员。在附图中,为清晰起见,会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。附图中相同的附图标记表示相同的元件。将理解的是,当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为“在”另一元件“上”时,该元件可以直接在其它元件上,或者也可以存在中间元件。相反,当元件被称为“直接在”另一元件“上”时,则不存在中间元件。图1是根据本专利技术的示例性实施例的发光二极管(LED)芯片100的侧面剖视图。参照图1,LED芯片100包括基底21、发光结构30、交替层压底部结构43、交替层压顶部结构37和交替层压下方结构39。发光二极管芯片100还可以包括缓冲层23、透明电极31、第一电极焊盘33、第二电极焊盘35、界面层41和金属反射器45。基底21可以选自任意基底,例如,蓝宝石基底或SiC基底。基底21在其上表面上可以具有图案,如在其上面表面上具有图案化的蓝宝石基底(PSS)。基底21可以是适合于生长GaN基化合物半导体层的生长基底。发光结构30位于基底21上。发光结构30包括第一导电型半导体层25、第二导电型半导体层29、和设置在第一导电型半导体层25与第二导电型半导体层29之间的有源层27。这里,第一导电型和第二导电型指的是相反的导电类型。例如,第一导电型可以为n型,第二导电型可以为p型,或者反之亦然。第一导电型半导体层25、有源层27和第二导电型半导体层29可以由GaN基化合物半导体材料形成,即,由(Al,In,Ga)N形成。有源层27可以由发射期望波长的光(例如,UV光或蓝光)的元件组成。如图所示,第一导电型半导体层25和/或第二导电型半导体层29具有单层结构或多层结构。另外,有源层27可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。缓冲层23可以设置在基底21与第一导电型半导体层25之间。这些半导体层25、27和29可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)形成,并且可以通过光刻和蚀刻被图案化以暴露第一导电型半导体层25的一些区域。透明电极层3本文档来自技高网
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发光二极管及其制造方法

【技术保护点】
一种发光二极管芯片,所述发光二极管芯片包括:基底;发光结构,布置在基底上,发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及设置在第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间的有源层;以及交替层压底部结构,基底布置在交替层压底部结构上,交替层压底部结构包括多个电介质对,每个电介质对包括包含第一折射率的第一材料层和包含第二折射率的第二材料层,第一折射率比第二折射率大,所述多个电介质对包括:多个第一电介质对,每个第一电介质对包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均小于λ/4;至少两个第二电介质对,每个第二电介质对包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层中的一个材料层的光学厚度小于λ/4,另一个材料层的光学厚度大于λ/4;以及多个第三电介质对,每个第三电介质对包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均大于λ/4,其中,λ是可见光范围的中心波长。

【技术特征摘要】
2010.12.24 KR 10-2010-01345841.一种发光二极管芯片,所述发光二极管芯片包括:基底;发光结构,布置在基底上,发光结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及设置在第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间的有源层;以及交替层压底部结构,基底布置在交替层压底部结构上,交替层压底部结构包括多个电介质对,每个电介质对包括包含第一折射率的第一材料层和包含第二折射率的第二材料层,第一折射率比第二折射率大,所述多个电介质对包括:多个第一电介质对,每个第一电介质对包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均小于λ/4;至少两个第二电介质对,每个第二电介质对包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层中的一个材料层的光学厚度小于λ/4,另一个材料层的光学厚度大于λ/4;以及多个第三电介质对,每个第三电介质对包括第一材料层和第二材料层,第一材料层和第二材料层的光学厚度均大于λ/4,其中,λ是可见光范围的中心波长。2.如权利要求1所述的发光二极管芯片,其中,所有第一电介质对比第三电介质对中的任意电介质靠近或远离基底。3.如权利要求2所述的发光二极管芯片,其中,所述至少两个第二电介质对将所述多个第一电介质对与...

【专利技术属性】
技术研发人员:许暋赞陈相奇金钟奎慎镇哲李晓罗李剡劤
申请(专利权)人:首尔伟傲世有限公司
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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