[实用新型]发光二极管芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管芯片，更具体地是一种具有崁入式金属反射层的发光二极管芯片结构。

背景技术

发光二极管（light emitting diode, 简称LED）是一种PN接面处于正偏压情况下将电能转换成光能的半导体二极管。近年来，发光二极管得到了广泛的应用，在各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域起着越来越重要的作用。典型的垂直型发光二极管结构可包括一n型电极与n型层、一基板、一多重或单一量子阱区、一p型层与一p型电极。加上正偏压后，量子阱区产生的光线在经过多次全反射后，大部分都被半导体材料或者基板吸收，使得LED内部的吸收损失变更大，大幅降低组件的光萃取率。所以对于这种传统的LED结构而言，即使内部的光电转化效率很高，它的外量子效率也不会很高。当前有很多种方法来提高LED出光的提取效率，如加厚窗口层、表面粗化、透明衬底、倒金字塔结构等。

发明内容

本实用新型提供了一种发光二极管芯片，其可以有效提高器件的取光效率。

根据实用新型的第一个方面，一种发光二极管芯片，包括：下电极；基板，位于所述下电极之上；嵌入式金属反射层，位于所述基板之上，由平面状金属反射层和触角状金属反射层构成；发光外延层，位于所述金属反射层之上，其至少包含n型半导体层、发光层和p型半导体层；以及上电极，位于所述发光外延层之上，其特征在于：金属反射层至少部分嵌入发光外延层，且与发光外延层之间存有空气间隙。

根据实用新型的第二个方面，一种发光二极管芯片，包括：下电极；基板，位于所述下电极之上；嵌入式金属反射层，位于所述基板之上，由平面状金属反射层和触角状金属反射层构成；窗口层，位于所述金属反射层之上；发光外延层，位于所述窗口层之上，其至少包含n型半导体层、发光层和p型半导体层；以及上电极，位于所述发光外延层之上，其特征在于：金属反射层至少部分嵌入窗口层，且与窗口层之间存有空气间隙。

在一些实施例中，所述嵌入式金属反射层用于增进电流密度均匀散布，降低发光二极管操作电压，增加光萃取率。

在一些实施例中，所述空气间隙的部分，可以填充透光层，即选用低折射率材质，如SiO₂或Al₂O₃或ITO等。

在一些实施例中，所述触角状金属反射层的图形为棱柱型、圆柱型、半球型、椭球型、锲型、倒角锥型、棱台型等。

在一些实施例中，所述金属反射层嵌入发光外延层或窗口层的深度小于5μm，优选为50~150nm。

在一些实施例中，所述金属反射层嵌入发光外延层或窗口层，其与发光外延层或窗口层的接触面积大于剩余表面积，在此定义剩余表面积为：与嵌入发光外延层或窗口层的金属反射层位于同侧，其未嵌入部分的表面积。

在一些实施例中，所述基板可以为Si基板、Al₂O₃基板、AlN基板、PCB基板或MCPCB基板等。

在一些实施例中，所述金属反射层与基板之间还设有一键合层。

 前述发光二极管芯片可应用于各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域。

本实用新型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，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型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

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1为一种现有AlInGaP四元系发光二极管的结构示意图。

图2为实施例1之一种发光二极管芯片的结构剖视图。

图3为实施例2之一种发光二极管芯片的结构剖视图。

图4为实施例3之一种发光二极管芯片的结构剖视图。

图5为实施例4之一种发光二极管芯片的结构剖视图。

图6为实施例5之一种发光二极管芯片的结构剖视图。

具体实施方式

下面结合示意图对本实用新型的LED器件结构及其制备方法进行详细的描述，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。