[发明专利]发光二极管芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，特别是涉及一种具有高发光效率的发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管属于半导体元件，其发光芯片的材料一般可使用Ⅲ-V族化学元素，如：磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)等化合物半导体。利用对这些化合物半导体施加电流，通过电子空穴对的结合，可将电能转为光能，以光子的形态释出，达到发光的效果。由于发光二极管的发光现象是属于泠发光，而非通过加热发光，因此发光二极管的寿命可长达十万小时以上，且无须暖灯时间(idling time)。此外，发光二极管具有反应速度快(约为10^-9秒)、体积小、用电省、污染低(不舍水银)、可靠度高、适合量产等优点，因此其所能应用的领域十分广泛，如扫描仪的灯源、液晶屏幕的背光源、户外显示广告牌或是车用照明设备等等。

发光二极管芯片的发光效率，主要决定于发光二极管芯片的内部量子效率(Internal Quantum Efficiency)及外部量子效率(External Quantum Efficiency)。前者与电子空穴结合而释放出光子的机率有关，当电子空穴越容易结合，则内部量子效率越高。后者则和光子不受发光二极管本身的吸收与影响，而成功脱离发光二极管至外界的机率有关，若越多光子能释放到外界，则外部量子效率越高。

公知技术中，发光二极管芯片主要是由数层不同材料的薄膜层(如P、N型半导体层及发光层)所构成，而光子需要通过层层的薄膜层才能脱离发光二极管，因此外部量子效率主要取决于各薄膜层之间的形态与折射率。举例而言，当发光二极管芯片中任意两薄膜层之间的折射率差过大时，则容易造成光子形成全反射而在发光二极管芯片内部反复行进。如此会使得外部量子效率受到限制，而无法有效提升发光二极管芯片的发光效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种发光二极管芯片，具有至少一个微粗化层(micro-rough layer)的发光二极管芯片，而此发光二极管芯片具有较佳的发光效率。

为解决上述技术问题，本发明一种发光二极管芯片的技术方案是，包括：

基板；

半导体层，位于基板上；

微粗化层，设置于半导体层内；

第一电极，位于半导体层上；以及

第二电极，位于半导体层上，其中第一电极与第二电极电绝缘。

本发明另提出一种发光二极管芯片，包括：

基板；

半导体层，位于基板上；

第一电极，位于半导体层上；

第二电极，位于半导体层上，其中第一电极与第二电极电绝缘；以及

微粗化层，设置于半导体层与基板之间，或设置于半导体层的上表面。

综上所述，在本发明的发光二极管芯片中，微粗化层可以减少光子发生全反射的情形，进而提高外部量子效率以使发光二极管芯片具有较佳的发光效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1A及图1B分别为依照本发明第一实施例的两个发光二极管芯片的剖面示意图；

图2A及图2B分别本发明第一实施例的两个发光二极管芯片微粗化层的局部剖面示意图；

图3为发光二极管芯片的局部剖面放大示意图；

图4A-4E分别为依照本发明的多个发光二极管芯片的剖面示意图；

图5A-5C分别为依照本发明的多个发光二极管芯片的剖面示意图。

图6A及图6B分别为依照本发明第二实施例的两个发光二极管芯片的剖面示意图；

图7为公知的及本发明的发光二极管芯片在不同输入电流下的亮度数据图。

图中附图标记说明：

100、100’、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、200a、200b为发光二极管芯片，110为基板，120为半导体层，122为第一型掺杂半导体层，122a为缓冲层，122b为第一接触层，122c为第一束缚层，124为发光层，126为第二型掺杂半导体层，126a为第二束缚层，126b为第二接触层，为130为微粗化层，132为氮化硅层，134为氮化铟镓层，136为氮化铝铟镓层，138为粗糙接触层，140为第一电极，150为第二电极。

具体实施方式