[实用新型]一种基于双光子晶体层的LED芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED芯片领域，特别是涉及一种基于双光子晶体层的LED芯片。 

背景技术

目前，对于普通光子晶体LED，一般将LED作为表面出射面，并对其进行改进，如基于波导式，基于点缺陷的微腔光子晶体，或者使得光子晶体穿透多量子阱等，但是这样的设计均未充分发挥光子晶体的优势，如波导式，在普通波导与光子晶体耦合时的能力损失很大，甚至超过了原材料的全内反射，光子晶体穿透多量子阱的LED虽然会使得量子效率大大提高，但是会严重影响多量子阱的质量，破坏原有的量子阱，造成很多边界缺陷，使得表面负荷急剧增加，内量子效率大大下降；对于微腔式光子晶体LED，利用谐振器的优势会将提取效率做的较高，但是同时也会造成发光面积过小，导致有源区被浪费。 

在光子晶体LED中普遍还存在电极问题，由于O型GaN掺杂浓度不高，光子晶体的引入很难在加入透明电极作为电流扩散层，从而使得光子晶体LED出现与正装LED相同的缺陷。 

例如申请号为CN201120571837.3，公开号为CN202434563U的中国实用新型专利“高出光效率蓝光LED芯片”，公开了一种高出光效率蓝光LED芯片，包括位于底层的蓝宝石基板、生长于蓝宝石基板上方的n型GaN和量子阱结构、通过沉积和光刻制作于量子阱上方一层二维光子晶体结构、生长于二维光子晶体结构上方的p型GaN。在另一种结构下，其包括位于底层的蓝宝石基板、生长于蓝宝石基板上方的一层n型GaN、通过沉积和光刻制作于n型GaN上方一层二维光子晶体结构、生长于二维光子晶体结构上方的另一层n型GaN、以及依次生长于另一层n型GaN上方的量子阱和p型GaN。此专利的不足之处在于，会造成发光面积过小，导致有源区被浪费。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提出一种基于双光子晶体层的LED芯片。本实用新型采用铜散热层，既可作为激光剥离时的散热材料，又可解决大功率LED芯片的整体散热问题，还可通过电极微结构大大提高出光效率，同时又解决了大功率芯片载流子的注入问题，改进后的电极结构使得芯片面积大大增加，增加了发光面积和提高了单片的功率，生产方便，成本低。 

本实用新型采用以下技术方案来实现： 

一种基于双光子晶体层的LED芯片，包括光子晶体层、蓝宝石层、GaN层、N型GaN层、量子阱结构层和P型GaN层，其特征在于：所述光子晶体层分为第一光子晶体层和第二光子晶体层，所述LED芯片从上到下依次为第一光子晶体层、蓝宝石层、GaN层、N型GaN层、量子阱结构层、P型GaN层和第二光子晶体层。

所述P型GaN层与第二光子晶体层之间设有隧道结 

铜散热层、绝缘层、P型电极层、反射层、P型GaN层、N型GaN层、GaN缓冲层、透明电极层和N型引线电极，所述铜散热层的面积大于P型电极层的面积。

所述绝缘层为硅胶层，硅胶层的厚度为480-520nm。 

所述P型电极层为镍金合金层，镍金合金层的厚度为240-260nm。 

所述反射层为银镍合金反射层，银镍合金反射层的厚度为190-200nm。 

所述透明电极层上设有P型电极沟槽。 

所述透明电极层为透明导电氧化物薄膜TCO层。 

所述TCO层包括铟锡氧化物薄膜ITO层。 

所述GaN缓冲层为衬底图形化的GaN缓冲层。 

本实用新型与现有技术相比，其优点在于： 

1、本实用新型采用铜散热层，既可作为激光剥离时的散热材料，又可解决大功率LED芯片的整体散热问题，还可通过电极微结构大大提高出光效率，同时又解决了大功率芯片载流子的注入问题，改进后的电极结构使得芯片面积大大增加，增加了发光面积和提高了单片的功率，生产方便，成本低。

2、本实用新型采用导热性好但不导电的硅胶作为绝缘层，硅胶层的厚度为480-520nm，硅胶便于沉积在P型电极层上，制造工序简单快捷，而且提高了LED芯片的性能。 

3、本实用新型采用镍金合金作为P型电极层，镍金合金层的厚度为240-260nm ，P型电极层采用蒸镀方式设置在反射层上，制造工序简单快捷，而且提高了LED芯片的性能。 

4、本实用新型采用银镍合金反射层作为反射层，银镍合金反射层的厚度为190-200nm，银镍合金采用溅射沉积的方式设置在P型GaN层上，制造工序简单快捷，而且提高了LED芯片的性能。