[实用新型]一种用于照明的LED芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于照明的LED芯片，属于LED灯泡领域。

背景技术

纳米压印（NIL，Nano Imprint Lithography）是一种纳米微制造技术，利用该技术，可以将由电子束直写（e-Beam Lithiography）或聚焦离子束（FIB）技术制备的模具的纳米结构通过“印章”的办法转移到基底材质上。在GaN LED领域，由于半导体介质的折射率较高，故LED芯片的光提取效率固有地低。产生的光大多数在半导体和空气或蓝宝石基板的交界面发生内部反射，能提取并进入空气的光只有一小部分。曾经提出过好多通过增强光提取效率来提高LED效率的主意。目前LED业界采用的两种主要方法是随机纹理和成形蓝宝石衬底（PSS）技术。

纳米成形化蓝宝石衬底（NPSS），可以认为是传统微米级PSS的延伸。一些研究论文表明NPSS的效率比微米级 PSS 的发光效率约高10~20%，与PSS相比将有明显优势。从制造工艺的角度看，NPSS的优势不仅仅在于提高了效率。与微米级PSS相比，它结构更小，故蓝宝石蚀刻的时间便可缩短。考虑外延生长，NPSS达到平面外延层所需的时间也较短。此外， NPSS上生长的外延层可能有更好的外延层质量，具有进一步提高效率的潜力。但NPSS需要更高分辨率的光刻技术，由于波纹和缺陷的存在，光刻技术实乃一种挑战且设备昂贵。而现有技术GaN LED由于GaN折射率大，导致很多光线出射不出而形成反射，因此如何进一步提高GaN LED光线出射率成为本领域技术人员努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种用于照明的LED芯片，此用于照明的LED芯片有利利于减少全反射，并增大了界面的面积，大大提升界面处的出光效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于照明的LED芯片，包括蓝宝石衬底、由P型氮化镓层和N型氮化镓层组成的发光PN结、分别连接P型氮化镓层和N型氮化镓层的两个引出电极，所述蓝宝石衬底与发光PN结接触的表面内具有若干个通孔；所述蓝宝石衬底的通孔底部具有“灯泡状”凹坑区。

上述技术方案中进一步改进方案如下：

1、上述方案中，所述两个引出电极位于所述发光PN结上表面，所述蓝宝石衬底位于所述发光PN结下表面。

2、上述方案中，所述通孔的直径为50~200nm，所述通孔的深度为50~200nm。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果： 

本实用新型用于照明的LED芯片将所述蓝宝石衬底绕轴心旋转经位于其上方的喷嘴通过湿法刻蚀从而在所述通孔下方形成“灯泡状”凹坑区从而形成无数个纳米级灯泡，不但因其形状利于减少全反射，也增大了界面的面积，故可大大提升界面处的出光效率，而且这种新型湿蚀法，也能将衬底缺陷腐蚀掉，减少GaN 外延层缺陷，故而提高发光效率，来自上部（GaN处)的光子进入凹坑区如同形成无数个灯泡，将光线导出GaN 进入蓝宝石基板，大大提升了出光效率。

附图说明

附图1为现有技术LED芯片结构示意图；

附图2为本发明蓝宝石衬底结构示意图；

附图3为本发明蓝宝石衬底制造工艺示意图。

以上附图中：1、蓝宝石衬底；2、P型氮化镓层；3、N型氮化镓层；4、发光PN结；5、引出电极；6、通孔；7、“灯泡状”凹坑区；8、喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种用于照明的LED芯片，包括蓝宝石衬底1、由P型氮化镓层2和N型氮化镓层3组成的发光PN结4、分别连接P型氮化镓层2和N型氮化镓层3的两个引出电极5，所述蓝宝石衬底1与发光PN结4接触的表面内具有若干个通孔6；所述蓝宝石衬底的通孔6底部具有“灯泡状”凹坑区7。

上述两个引出电极5位于所述发光PN结4上表面，所述蓝宝石衬底1位于所述发光PN结4下表面。

上述通孔6的直径为50~200nm，所述通孔6的深度为50~200nm。

将所述蓝宝石衬底1涂覆一光刻胶层，将多孔氧化铝膜压板的表面图形转移到所述蓝宝石衬底1表面的光刻胶层上并固化；刻蚀所述蓝宝石衬底1从而在此蓝宝石衬底上形成所述若干个通孔6，可以为经干法刻蚀形成所述若干个通孔6后，将所述蓝宝石衬底1绕轴心旋转经位于其上方的喷嘴8通过湿法刻蚀从而在所述通孔6下方形成“灯泡状”凹坑区7。