[实用新型]一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED发光二极管，特别是一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)属于冷光源，其体积小、寿命长、驱动电压低、反应速率快、耐震性特佳，因此得到广泛应用，但传统的二极管发光效率比较低。如以磷化铝镓铟(AlGaInP)发光二极管为例，磷化铝镓铟为一四元素化合物半导体材料，其生长在晶格匹配的砷化镓(GaAs)衬底上，用于制造高亮度红、橙、黄、及黄绿光发光二极管，拥有较高发光效率，然而，由于砷化镓衬底为一吸光性衬底，会吸收磷化铝镓铟发出的可见光，且其热传导性较差，因此限制了其在大电流工作时的发光效率。

因此，为了提高发光二极管的发光效率，必须把向下传播的光子和上表面反射回半导体材料内部的光子也能大部分提取出来，减少GaAs衬底的吸收，人们在GaAs衬底和有源区之间生长了布拉格反射镜(Distributed BraggReflectors，DBRs)，以便把背面的光反射到芯片表面。图1是一现有带有高反射率DBRs的AlGaInP多量子阱(MQW)发光二极管200剖面结构示意图。此AlGaInP多量子阱(MQW)发光二极管结构包括n-GaAs衬底201，n-GaAs缓冲层202，DBRs结构层203，n-AlInP下限制层(n-cladding layer)204，非掺杂的(Al_0.15Ga_0.85)_0.5In_0.5P多量子阱(MQW)有源区205，p-AlInP上限制层(p-cladding layer)206，p型电流扩展层207，p型欧姆接触层208，底部平面金属接触210和上表面电极209。也就是在图1结构的基础上在GaAs衬底和有源区之间生长了DBRs结构，在p型欧姆接触层下生长了电流扩展层(窗口层)可有效扩展电流。但因为实际的DBRs反射镜的反射率角带宽有限，只对接近法向入射的光反射率大，对此范围之外的光反射率急剧下降，因此不能有效反射向衬底GaAs传播的光，仍有相当部分的光被GaAs衬底吸收。

实用新型内容

为解决上述发光二极管的发光效率问题，本实用新型旨在提出一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是：一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管，含永久性衬底和外延片，其特征在于：在正置的外延片上蚀刻出的倒圆锥台孔的锥壁上及外延片表面上淀积有介质层，介质层和外延片表面上淀积金属层，金属层淀积有阻挡层，在阻挡层内壁的空间中金属溅射填积有金属填充层；外延片倒置与永久性衬底真空键合连接；在永久性衬底部淀积金属电极，在外延片顶部淀积欧姆接触电极。

本实用新型在层状结构的基板衬底上粘上一层粘贴层，在粘贴层上淀积连接一金属焊料层构成层叠结构的永久性衬底；外延片依次由第一导电型欧姆接触层、第一导电型电流扩展层、第一导电型下限制层、非掺杂的有源区、第二导电型上限制层、第二导电型电流扩展层和第二导电型欧姆接触层层叠连接构成；金属填充层截面为倒梯形。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在阻挡层内壁的空间中金属溅射填积有金属填充层，实现外延片与永久性衬底的无缝隙平面键合，解决了外延片与永久性衬底结合力差的问题，以及外延中蚀刻出的倒圆锥台孔存在空隙容易导致外延片与永久性衬底键合过程易产生裂缝的问题。

附图说明

图1为现有带有高反射率DBRs的AlGaInP多量子阱(MQW)发光二极管剖面结构示意图；

图2为本实用新型的层状结构剖视图；

图2中：304.第一导电型欧姆接触层； 305.第一导电型电流扩展层；

       306.第一导电型下限制层；   307.非掺杂的有源区；

       308.第二导电型上限制层；  309.第二导电型电流扩展层；

       310.第二导电型欧姆接触层；401.基板衬底；

       402.粘贴层；              403.金属焊料层；

       501.介质层；              502.金属层；

       503.阻挡层；              504.金属填充层；

       505.金属电极；            506.欧姆接触电极。

具体实施方式