一种LED外延芯片制造技术

技术编号:20651192 阅读:21 留言:0更新日期:2019-03-23 05:15
本实用新型专利技术公开了一种LED外延芯片,该LED外延芯片中主要用于发光的功能层包括多个柱状的发光单元,在多个发光单元之间形成有空气间隙。当发光单元发射出光线时,该光线会在发光单元与空气间隙这两种界面之间发生散射效应,从而增加LED外延芯片的出光率;同时由于空气间隙的存在,发光单元所产生的热量会通过空气间隙极快的传递出LED外延芯片,从而增加LED外延芯片的散热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种LED外延芯片
本技术涉及LED
,特别是涉及一种LED外延芯片。
技术介绍
随着近年来科技不断的进步,LED(发光二极管)技术得到了极大的发展。相比如传统的照明设备,LED具有寿命长、高效可靠、照明亮度均匀、不含有毒物质等优点,被广泛的应用在医疗、照明等人们日常生活的领域。对于LED光照设备来说,其最主要的发光元件为LED外延芯片。在LED外延芯片中空穴与电子这两种载流子会复合而发出一定波长的光线,而LED外延芯片在工作的同时也会产生一定的热量。在现有技术中,LED外延芯片的出光率普遍较低,同时其散热性能也普遍较差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种LED外延芯片,可以在有效增加LED外延芯片出光效率的同时增加其散热性能。为解决上述技术问题,本技术提供一种LED外延芯片,所述LED外延芯片包括:相对设置的第一衬底和第二衬底;位于所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧表面的过渡层;位于所述过渡层朝向所述第二衬底一侧表面的功能层;其中,所述功能层包括多个柱状的发光单元,多个所述发光单元之间形成有空气间隙;所述功能层朝向所述第二衬底一侧表面与所述第二衬底固定连接;与所述发光单元一端电连接的第一电极,与所述发光单元另一端电连接的第二电极。可选的,所述第一衬底为蓝宝石衬底,所述第二衬底为p型硅衬底;所述发光单元包括:柱状的量子阱有源区;位于所述量子阱有源区朝向所述第一衬底一侧表面,且与所述过渡层固定连接的第一n型外延层;位于所述量子阱有源区朝向所述第二衬底一侧表面,且与所述第二衬底固定连接的p型外延层。可选的,所述功能层还包括:位于所述发光单元与所述过渡层之间的第二n型外延层;其中,所述第二n型外延层与所述过渡层朝向所述第二衬底一侧表面相接触且固定连接,所述第一n型外延层与所述第二n型外延层朝向所述第二衬底一侧表面相接触且固定连接;所述第二n型外延层中电子浓度大于所述第一n型外延层中电子浓度。可选的,所述p型外延层包括:位于所述量子阱有源区朝向所述第二衬底一侧表面的p型AlGaN层;位于所述p型AlGaN层朝向所述第二衬底一侧表面,且与所述第二衬底固定连接的p型GaN层。可选的,所述发光单元还包括:位于所述量子阱有源区与所述第一n型外延层之间的电子阻挡层。可选的,所述功能层还包括:位于所述发光单元朝向所述第二衬底一端与所述第二衬底之间的镜面反射层。可选的,所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧的表面预先刻蚀有纳米图形。可选的,所述过渡层包括:位于所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧表面的缓冲层;位于所述缓冲层朝向所述第二衬底一侧表面,且与所述功能层朝向所述第一衬底一侧表面固定连接的超晶格层;所述缓冲层包括:位于所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧表面的第一Al2O3层;位于所述第一Al2O3层朝向所述第二衬底一侧表面的AlON层;位于所述AlON层朝向所述第二衬底一侧表面的AlN层;位于所述AlN层朝向所述第二衬底一侧表面的第二Al2O3层;其中,所述第二Al2O3层与所述超晶格层相接触且固定连接;其中,所述第一Al2O3层和所述第二Al2O3层的厚度均不大于10nm。可选的,所述第一电极位于所述第一衬底背向所述第二衬底一侧表面,所述第一衬底与所述过渡层设置有相互连通的通孔,所述通孔中设置有导电栓;其中,所述导电栓的一端与第一电极电连接,所述导电栓的另一端与所述功能层朝向所述第一衬底一侧的表面相接触;所述第二电极位于所述第二衬底背向所述第一衬底一侧表面。可选的,所述通孔的内侧壁表面设置有包裹所述导电栓侧壁的内部绝缘层。本技术所提供的一种LED外延芯片,该LED外延芯片中主要用于发光的功能层包括多个柱状的发光单元,在多个发光单元之间形成有空气间隙。当发光单元发射出光线时,该光线会在发光单元与空气间隙这两种界面之间发生散射效应,从而增加LED外延芯片的出光率;同时由于空气间隙的存在,发光单元所产生的热量会通过空气间隙极快的传递出LED外延芯片,从而增加LED外延芯片的散热效果。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,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的附图。图1为本技术实施例所提供的一种LED外延芯片的结构示意图;图2为本技术实施例所提供的一种具体的LED外延芯片的结构示意图;图3为本技术实施例所提供的另一种具体的LED外延芯片的结构示意图;图4为本技术实施例所提供的再一种具体的LED外延芯片的结构示意图。图中:1.第一衬底、2.第二衬底、3.过渡层、31.缓冲层、311.第一Al2O3层、312.AlON层、313.AlN层、314.第二Al2O3层、32.超晶格层、4.功能层、41.第二n型外延层、42.金属导电层、43.镜面反射层、5.发光单元、51.第一n型外延层、52.量子阱有源区、53.p型外延层、531.p型AlGaN层、532.p型GaN层、54.电子阻挡层、6.空气间隙、7.第一电极、71.n型欧姆接触层、8.第二电极、81.p型欧姆接触层、9.导电栓、91.内部绝缘层。具体实施方式本技术的核心是提供一种LED外延芯片。在现有技术中,LED外延芯片通常分为正装LED芯片、倒装LED芯片,垂直LED芯片等。LED芯片结构的不同,主要影响其出光效率、散热性能等参数。而在现阶段,普遍存在出光效率,散热性能差等问题。而本技术所提供的一种LED外延芯片,该LED外延芯片中主要用于发光的功能层包括多个柱状的发光单元,在多个发光单元之间形成有空气间隙。当发光单元发射出光线时,该光线会在发光单元与空气间隙这两种界面之间发生散射效应,从而增加LED外延芯片的出光率;同时由于空气间隙的存在,发光单元所产生的热量会通过空气间隙极快的传递出LED外延芯片,从而增加LED外延芯片的散热效果。为了使本
的人员更好地理解本技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。请参考图1,图1为本技术实施例所提供的一种LED外延芯片的结构示意图。参见图1,在本技术实施例中,所述LED外延芯片包括相对设置的第一衬底1和第二衬底2;位于所述第一衬底1朝向所述第二衬底2一侧表面的过渡层3;位于所述过渡层3朝向所述第二衬底2一侧表面的功能层4;其中,所述功能层4包括多个柱状的发光单元5,多个所述发光单元5之间形成有空气间隙6;所述功能层4朝向所述第二衬底2一侧表面与所述第二衬底2朝向所述第一衬底1一侧表面固定连接;与所述发光单元5一端电连接的第一电极7,与所述发光单元5另一端电连接的第二电极8。上述第一衬底1在本技术实施例中通常为蓝宝石衬底,相应的此时第二衬底2通常为p型硅衬底。上述第一衬底1与第二衬底2通常需要相对设置,即第一衬底1具有朝向第二衬底2以及背向第二衬底2一侧表面,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种LED外延芯片,其特征在于,所述LED外延芯片包括:相对设置的第一衬底和第二衬底;位于所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧表面的过渡层;位于所述过渡层朝向所述第二衬底一侧表面的功能层;其中,所述功能层包括多个柱状的发光单元,多个所述发光单元之间形成有空气间隙;所述功能层朝向所述第二衬底一侧表面与所述第二衬底固定连接;与所述发光单元一端电连接的第一电极,与所述发光单元另一端电连接的第二电极。

【技术特征摘要】
1.一种LED外延芯片,其特征在于,所述LED外延芯片包括:相对设置的第一衬底和第二衬底;位于所述第一衬底朝向所述第二衬底一侧表面的过渡层;位于所述过渡层朝向所述第二衬底一侧表面的功能层;其中,所述功能层包括多个柱状的发光单元,多个所述发光单元之间形成有空气间隙;所述功能层朝向所述第二衬底一侧表面与所述第二衬底固定连接;与所述发光单元一端电连接的第一电极,与所述发光单元另一端电连接的第二电极。2.如权利要求1所述的LED外延芯片,其特征在于,所述第一衬底为蓝宝石衬底,所述第二衬底为p型硅衬底;所述发光单元包括:柱状的量子阱有源区;位于所述量子阱有源区朝向所述第一衬底一侧表面,且与所述过渡层固定连接的第一n型外延层;位于所述量子阱有源区朝向所述第二衬底一侧表面,且与所述第二衬底固定连接的p型外延层。3.根据权利要求2所述的LED外延芯片,其特征在于,所述功能层还包括:位于所述发光单元与所述过渡层之间的第二n型外延层;其中,所述第二n型外延层与所述过渡层朝向所述第二衬底一侧表面相接触且固定连接,所述第一n型外延层与所述第二n型外延层朝向所述第二衬底一侧表面相接触且固定连接;所述第二n型外延层中电子浓度大于所述第一n型外延层中电子浓度。4.根据权利要求3所述的LED外延芯片,其特征在于,所述p型外延层包括:位于所述量子阱有源区朝向所述第二衬底一侧表面的p型AlGaN层;位于所述p型AlGaN层朝向所述第二衬底一侧表面,且与所述第二衬底固定连接的p型GaN层。5.根据权利要求2所述的LED外延芯片,其特征在于,所述发光单元还包括:位于所述量子...

【专利技术属性】
技术研发人员:何苗杨思攀王润赵韦人
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:新型
国别省市:广东,44

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