一种半导体发光元件和发光装置制造方法及图纸

一种半导体发光元件，其包括：半导体发光序列层，半导体发光序列层包括发光层；绝缘透光层，位于半导体发光序列层的出光面上；其特征在于：绝缘透光层包括底层和底层上的折射率渐变层，折射率渐变层由至少两层组成，底层介于半导体发光序列层和折射率渐变层之间，底层的折射率低于折射率渐变层的折射率，折射率渐变层的折射率随着远离底层的方向逐渐降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种半导体发光元件和发光装置
本专利技术涉及半导体发光领域，具体为一种半导体发光元件。
技术介绍
半导体发光元件，又称发光二极管（LED），是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，它在照明领域应用广泛。发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。传统的发光二极管包括正装、倒装以及垂直结构。其中正装和垂直都依赖于半导体发光序列层的表面提供出光面，倒装依赖于衬底一侧表面提供出光面。正装和垂直的半导体发光序列层的表面都会设置P电极和N电极，并且电极周围的半导体发光序列层表面被绝缘透光层包覆住，半导体发光序列层内部辐射的光到达其表面后，需要穿过绝缘透光层以辐射出半导体发光元件。其中绝缘透光层的透光率影响半导体发光元件的光效。并且发光元件如果通过硅胶或者环氧树脂进行密封形成封装体，则还需要考虑绝缘透光层与硅胶、环氧树脂之间的界面对光取出的影响。现有正装或者垂直LED透光结构为单层的SiO2膜，这种常规的SiO2层只会起到防止芯粒侧面裸露发光层的作用，但是对于发光二极管内部正面光的透射无任何帮助，这种常规的SiO2保护层结构限制了LED光效的进一步的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体发光体元件，其针对半导体发光元件的绝缘透光层进行改进，以提高LED光效，并且改善小电流下的VF4（为1微安电流下的电压值）。根据本专利技术的第一个方面，一种半导体发光元件，包括：半导体发光序列层，半导体发光序列层包括发光层；绝缘透光层，位于半导体发光序列层的出光面上，其中所述绝缘透光层至少包括底层、位于底层之上的第一层和位于第一层上的第二层，绝缘透光层的折射率低于半导体发光序列层的折射率层；其特征在于：绝缘透光层包括底层和底层上的折射率渐变层，底层的折射率低于折射率渐变层的折射率，折射率渐变层由至少两层组成，折射率渐变层的折射率随着远离底层的方向逐渐降低。根据本专利技术的第二个方面，一种半导体发光元件，其包括：半导体发光序列层，半导体发光序列层包括发光层；绝缘透光层，位于半导体发光序列层的出光面上；其特征在于：绝缘透光层包括底层和底层上的折射率渐变层，底层为不含氮层，折射率渐变层由至少两层组成，折射率渐变层的折射率随着远离底层的方向逐渐降低，并且折射率渐变层包括第一层，第一层与底层接触，第一层为氮化物层。本专利技术同时提供一种发光装置，其包括半导体发光元件和密封树脂，半导体发光元件的周围被密封树脂包封；所述半导体发光元件，其包括：半导体发光序列层，半导体发光序列层包括发光层；绝缘透光层，位于半导体发光序列层的出光面上；其特征在于：绝缘透光层包括底层和底层上的折射率渐变层，折射率渐变层由至少两层组成，底层介于半导体发光序列层和折射率渐变层之间，底层的折射率低于折射率渐变层的折射率，折射率渐变层的折射率随着远离底层的方向逐渐降低。有益效果：本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图1~2是实施例一的正装发光二极管的平面结构示意图和侧面结构示意图。附图3是实施例一的正装发光二极管的绝缘透光层和透明导电层的堆叠结构示意图。附图4是实施例一的封装体。附图标记：100：衬底；101：半导体发光序列层；102：第一导电型半导体层；103：发光层；104：第二导电型半导体层；105：第一电极；106：第二电极；1061：打线电极；1062：扩展条；107：透明导电层；108：电流阻挡层；109：绝缘透光层；1090：绝缘透光层的底层；1091：折射率渐变层的第一层；1092：折射率渐变层的第二层；300：封装基板；301、302：电极连接区域；303：发光二极管安装区域；304：密封树脂。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本实施例提供了一种正装型发光二极管，图1~2为本实施例提供发光二极管的结构示意图，该发光二极管包括衬底100和半导体发光序列层101、透明导电层107、第一电极105和第二电极106。其中衬底100本体为透明的，例如为蓝宝石、玻璃或者其它的透明材料，衬底100包括第一表面和第二表面。衬底100的第一表面可以包括衬底图形，衬底100的第一表面上堆叠有半导体发光序列层，半导体发光序列层至少包括第一导电类型半导体层102、发光层103、第二导电类型半导体层104，其中第一导电类型和第二导电类型分别为N和P型中的一种。其中半导体发光序列层可以是通过MOCVD生长的方式形成在衬底100上，也可以是通过转移工艺将半导体发光序列层转移至透明衬底100上。发光层103可以包括交替层叠的多个量子阱和多个量子垒，量子阱的主要作用是使电子和空穴能够复合发光，量子阱的材料可以采用铟镓氮(InGaN)；量子垒的主要作用是将电子和空穴限制在量子阱内复合发光，量子垒的材料可以采用氮化镓。N型半导体层的主要作用是为复合发光提供电子，N型半导体层的材料可以采用N型掺杂的氮化镓。P型半导体层的主要作用是为复合发光提供空穴，P型半导体层的材料可以采用P型掺杂的氮化镓。半导体发光序列层包括第二导电类型半导体层104的表面以及半导体发光序列层周围的侧壁，来自发光层电致辐射的光可以穿过第二导电类型半导体层104的表面以及半导体发光序列层的侧壁辐射出半导体发光序列层，从而实现向外输出光辐射。第二导电类型半导体层104设有延伸至第一导电类型半导体层102的凹陷，凹陷的底部露出第一导电类型半导体层102。第一电极105设置在凹陷底部的第一导电类型半导体层102上，透明导电层107和第二电极106设置在第二导电类型半导体层104上，透明导电层107、第二电极105位于第二导电类型半导体发光序列层的表面上有和第二电极106，绝缘透光层109覆盖在透明导电层107的表面上、凹陷的内侧壁上、半导体发光序列层周围的侧壁之上。透明导电层107的主要作用是与第二导电类型半导体层104的表面形成良好的欧姆接触和提高电流的横向扩展能力，扩大电流作用的区域，透明导电层107的的厚度为20nm~200nm；折射率为1.9~2.1。透明导电层107的材料可以采用氧化铟锡(ITO)或者氧化锌(ZnO)或者GTO（ITO掺杂铝银合金），导电性和透过率都很好，制作成本也低。透明导电层107在第二导电类型半导体层的表面的覆盖面积占比至少为80%以上，更佳的覆盖面积占比至少为90%以上。所述透明导电层107可以通过镀膜工艺形成，且也可以根据需要通过蚀刻工艺以形成不同的图案。并且在镀膜后，进行高温退火处理以实现透明导电层106与第二导电类型半导体层104之间具有良好的欧姆接触。第一电极105和第二电极106的主要作用是提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体发光元件，其包括：半导体发光序列层，半导体发光序列层包括发光层；/n绝缘透光层，位于半导体发光序列层的出光面上；其特征在于：绝缘透光层包括底层和底层上的折射率渐变层，折射率渐变层由至少两层组成，底层介于半导体发光序列层和折射率渐变层之间，底层的折射率低于折射率渐变层的折射率，折射率渐变层的折射率随着远离底层的方向逐渐降低。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体发光元件，其包括：半导体发光序列层，半导体发光序列层包括发光层；
绝缘透光层，位于半导体发光序列层的出光面上；其特征在于：绝缘透光层包括底层和底层上的折射率渐变层，折射率渐变层由至少两层组成，底层介于半导体发光序列层和折射率渐变层之间，底层的折射率低于折射率渐变层的折射率，折射率渐变层的折射率随着远离底层的方向逐渐降低。


2.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述折射率渐变层的折射率为1.6以上。


3.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：半导体发光序列层的至少部分出光面与绝缘透光层之间还有透明导电层，其中透明导电层的折射率高于所述绝缘透光层的折射率。


4.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层的底层为不含氮层。


5.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层的底层具有低于1.5的折射率。


6.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层的底层的厚度为10~80nm。


7.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层包括与底层接触的第一层，第一层折射率位于1.8~1.95。


8.根据权利要求7所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的折射率渐变层的第一层为含氮层。


9.根据权利要求7所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层的第一层为氮化硅或者氮氧化硅。


10.根据权利要求7所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层包括第二层，第二层为绝缘透光层的最外层，第二层的折射率位于1.6~1.75。


11.根据权利要求10所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层的第二层为氮氧化硅或者氧化铝。


12.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层的第一层的厚度为10~300nm，所述的绝缘透光层的第二层的厚度为10~300nm。


13.根据权利要求12的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的绝缘透光层仅包括第一层和第二层，第一层为氮化硅，第二层为氮氧化硅或者氧化铝。


14.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于：所述的半导体发光序列层为AlxIn1-xGaN，0≤x≤1。


15.一种半导体发光元件，其包括：半导体发光序列层，半导体发光序列层包括发光层；
绝缘透光层，位于半导体发光序列层的出光面上；其特征在于：绝缘透光层包括底层和底层上的折射率渐变层，底层为不含氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆，马全扬，陈大钟，陈功，洪灵愿，彭康伟，林素慧，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35