[实用新型]发光二极管以及包括其的发光二极管模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电器件领域，特别是涉及一种发光二极管以及包括其的发光二极管模块。

背景技术

发光二极管(LED)具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、体积小等特点，被广泛的应用于固态照明。传统发光二极管普遍采用蓝宝石衬底，由于蓝宝石的热导率差(35W/m·K)，不能将芯片工作时产生的热量及时的导出，严重限制了其在高功率领域的应用。另外，对于传统发光二极管，蓝宝石衬底参与内部光学传输，由于蓝宝石对光的吸收以及蓝宝石与半导体界面对光的反射，阻碍了发光二极管的光提取效率的进一步提高。薄膜结构发光二极管是将原来光学及热学性能较差的衬底材料去掉，换上导电好、高导热、带高反射膜的衬底，衬底不参与光学传输，不仅减少了原衬底材料光吸收，而且增强了发光二极管的导热功能，比较传统发光二极管，具有更高的光提取效率及更高的操作功率，受到很大的关注与研究。

现有技术中，薄膜结构发光二极管利用衬底置换的技术，如图1A所示，首先通过键合或电镀的方法将转移衬底(高热导率衬底)112与发光二极管外延片粘合在一起。发光二极管外延片由支撑衬底102，N型半导体层104，量子阱发光层106以及P型半导体层108构成。接着，通过剥离或者机械研磨的方法去除支撑衬底102，然后在转移衬底112上以及N型半导体层104上分别制作P型电极110及N型电极114，得到具有上下电极结构的发光二极管芯片100(如图1B所示)。以下，为了描述方便起见，将图1B的结构简化为图1C的形式，其中附图标记120指代发光二极管芯片100的发光结构，等同于图lB中的N型半导体层104、量子阱发光层106、P型半导体层108以及转移衬底112的叠层。本领域技术人员能够明了，这样的简化并不会影响对本实用新型的理解。由于单颗发光二极管光通量小，所以在多数实际应用中往往需要在支撑基板上串联多颗如图1C所示的发光二极管，如图1D所示。然而对于这种上下结构发光二极管要实现串联，首先所采用的基板124必须是绝缘的，其次需要在绝缘基板上制作电路122，然后才能通过连接导线126实现串联。一般的绝缘基板热导率低，导热效果不好，影响发光二极管的热学性能，而热导率高的绝缘基板价格高，再加上要在绝缘基板上制作电路会额外的增加成本。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，提出了本实用新型。

本实用新型第一方面涉及一种发光二极管，其包括非掺杂层；依次形成在该非掺杂层上的N型半导体层、量子阱发光层以及P型半导体层；开槽，从该P型半导体层表面延伸到该N型半导体层表面或延伸到该N型半导体层中，开槽后剩余的P型半导体层、量子阱发光层及N型半导体层分别为P型半导体部、量子阱发光部及N型半导体部；P型欧姆接触层，形成在该P型半导体部上；绝缘介质膜，形成在该开槽的侧壁和该P型欧姆接触层上；金属层，形成在该开槽底部的N型半导体部以及该绝缘介质膜上；支撑衬底，形成在该金属层上；第一盲孔和第二盲孔，该第一盲孔从非掺杂层表面延伸到P型欧姆接触层表面，该第二盲孔从非掺杂层表面延伸到金属层表面；P型及N型压焊部，分别形成在露出的P型欧姆接触层以及金属层上。

可选地，该金属层由N型欧姆接触层和位于N型欧姆接触层上的隔离层构成。

可选地，该N型欧姆接触层由Al、Ag、Ti、Cr、Ni和Au中一种或多种金属构成。

可选地，该隔离层由W、TiW、Ta、TaN、Ni、Ti、Cr、Au和Cu中一种或多种金属构成。

可选地，该支撑衬底由金属支撑层和其上的高阻支撑层组成。

可选地，该金属支撑层采用铬、铜、镍、钼铜和钨铜之一或其中两种或多种材料的组合。

可选地，该高阻支撑层是氧化铝片、氮化铝片、碳硅片化硅片或表面附着绝缘层的金属片。

可选地，该发光二极管还包括用于提高光提取效率的结构，形成在该非掺杂层表面上。

可选地，该结构呈凹坑状、凸球面状或者锯齿形。

本实用新型的第二方面涉及一种发光二极管模块，其包括支撑基板；多个根据第一方面所述的发光二极管，该多个发光二极管设置在该支撑基板上；连接导线，用于将该多个发光二极管串联或并联连接在一起。