[实用新型]一种垂直结构的发光器件

说明书

技术领域

本实用新型属于发光器件的制造领域，涉及一种发光器件的结构及其制造方法，尤其涉及一种垂直结构的发光器件及制造方法。 

背景技术

随着LED(发光二极管)的发光效率不断提高，LED无疑成为近几年来最受重视的光源之一。LED是一种具有节能和环保特性的照明光源，集高光效、低能耗、低维护成本等优良性能于一身。理论上预计，半导体LED照明灯具的发光效率可以达到甚至超过白炽灯的10倍，日光灯的2倍。目前，LED技术发展的目标是高效率、全固态、环保型LED，推进LED在照明领域的应用。随着LED照明产品功率与光效的提高，结构和材料的选择对LED的性能及使用寿命有决定性影响。 

当前，GaN(氮化镓)基LED有两种基本结构：横向结构和垂直结构。近年来，垂直结构LED已成为研究开发的重点。与传统横向的正装、倒装结构LED相比，垂直结构LED通过晶圆键合或者电镀及激光剥离(LLO)等工艺相结合，将GaN基外延层从蓝宝石衬底转移到导电和导热性能良好的衬底材料上，使P、N电极上下分布，电流垂直注入，从而解决横向结构GaN基LED中由于电极平面分布，电流侧向注入导致的如散热不佳、电流分布不均等缺点。 

请参阅图1，其是一种具有镜层的薄膜发光二极管的结构示意图。公开号为CN101809771A的中国专利申请公开了该具有镜层的薄膜发光二极管，其包括势垒层3，在势垒层3之后的第一镜层2，在第一镜层2之后的层堆叠5和在层堆叠5之后的至少一个接触结构6。层堆叠5与接触结构6之间具有一反射层9。第一镜层2之间具有一第二镜层8。在层堆叠5具有至少一个有源层5a，所述有源层发射电磁辐射。接触结构6设置在辐射出射面4上并且具有接触面7。势垒层3通过连接层13固定在支承体14上。但是，接触结构6下方的有源层5a发出的垂直方向光线受到反射层9与第二镜层8之间反射导致最终被电极所吸收，从而使外量子效率降低。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种提高外量子效率的垂直结构的发光器件。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种垂直结构的发光器件，包括一LED芯片和 一支撑衬底。该LED芯片包括自上而下依序层叠设置的N电极、N电极反射层、氮化镓N型层、量子阱、氮化镓P型层、P电极和芯片键合层，该N电极和N电极反射层的面积小于该氮化镓N型层的面积，该P电极和芯片键合层在对应N电极反射层正下方的投影区域具有一窗口，使该氮化镓P型层在该窗口处外露。该支撑衬底对应该窗口处具有一反射腔，该反射腔的底面具有一反光层。该LED芯片通过芯片键合层键合固定在该支撑衬底上，且该反射腔的底面具有使垂直于N电极反射层的入射光线经反射腔的底面反射后以非垂直于N电极反射层的角度射出的结构。 

进一步，该反射腔的底面为与该N电极反射层非平行的平面，或者该反射腔的底面为曲面，或者该反射腔的底面为与该N电极反射层平行的平面且表面粗糙。 

进一步，该反射腔的底面剖面为弧形、或波浪形、或锯齿形、或倒三角形。 

进一步，该反射腔的底面还包括阵列凸起或粗糙的平面结构。 

进一步，该反射腔内填充有高阻透明填充体。 

进一步，在氮化镓N型层的上表面设置有多条N电极反射层，该多条N电极反射层相交于一交点且相邻的N电极反射层之间的角度相等，N电极设置在N电极反射层的交点上表面，该反射腔设置在对应多条N电极反射层正下方的投影区域。 

进一步，该反光层的材料为铝、银、铂、钛、锡、铑、钯或上述金属的合金。 

进一步，还包括一衬底键合层，该LED芯片的芯片键合层键合固定在该衬底键合层上。 

相对于现有技术，本实用新型的发光器件在N电极反射层正下方的支撑衬底上设置一反射腔，使N电极反射层正下方量子阱发出垂直方向的光线在反射腔底面反射后能够使出射光的角度改变而避免被N电极反射层阻挡，进而避免被电极吸收，提高外量子效率。 

为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式。 

附图说明

图1是现有的一种具有镜层的薄膜发光二极管的结构示意图。 

图2是本实用新型实施例1的垂直结构发光器件的剖面结构示意图。 

图3是本实用新型实施例2的垂直结构发光器件的俯视图。 

图4是图3沿A-B方向的剖视图。 

图5是本实用新型实施例3的垂直结构发光器件的剖面结构示意图。 

图6是本实用新型实施例4的垂直结构发光器件的剖面结构示意图。