[实用新型]一种提高LED光提取效率的激光深层结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED结构及其制备技术领域，尤其涉及一种可提高LED光提取效率的激光深层结构。

背景技术

发光二极管(LED)由于发光效率高、寿命长，且光强容易调节，因此被认为是一种非常有吸引力的光源。LED已经被广泛应用于交通信号灯、显示屏背景照明、电视机背景照明、汽车前灯/尾灯以及传统照明，值得指出的是，与白炽灯相比能够节约40％能量。

如图1所示，典型的表面发光二极管LED有几个微米厚度的高折射率GaN(～2.4)，在表面上具有多量子阱结构(MQWs)。传统的无图案的表面发光二极管，大多数从多量子阱发出的光将会被限制甚至困在高折射率的GaN板中，这主要是因为在不同类型的界面存在全反射现象，如GaN/空气,或者GaN/SiO2钝化层/空气。LED有源层产生的光，只有一小部分(大约4.5％)可以发射到自由空间，而约95％的部分被LED结构所吸收产生了热量。在过去的30年的LED产业中，人们一直努力减少甚至消除全反射(TIR)的限制。一方面受限与LED的结构，与此同时传统的这种制备方法常采用光刻，这种方式成本高，且不适合大面积加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高LED光提取效率的激光深层结构，用于解决现有技术中LED光提取效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：

本实用新型的一种提高LED光提取效率的激光深层结构，其自上而下依次包括：一SiO₂层，一p-GaN层，一MQW层，一n-GaN层，一蓝宝石基底。

其中，SiO₂/p-GaN层和n-GaN/蓝宝石层表面设有经过图形制备的图形结构。

一种提高LED光提取效率的激光深层结构的加工方法，在LED正面和背面制备图形结构，包括以下步骤：

第一步，在LED正面和背面采用旋涂或喷涂的方法沉淀一层保护涂层；

第二步，进行激光参数选择，采用脉冲激光对LED的正面和背面进行图形制备；

第三步，去除涂层；

其中所述的LED正面为SiO₂/p-GaN层，所述的LED背面为n-GaN/蓝宝石层。

其中，在对LED正面进行图形制备时，所述的第二步是通过选择合适的激光参数及加工参数对SiO₂/n-GaN进行材料去除以制备所需要的图形化结构；在对LED背面进行图形制备时，第二步是通过选择合适的激光参数及加工参数对蓝宝石/n-GaN进行材料去除以制备所需要的图形化结构，或者是对蓝宝石/n-GaN进行激光损伤或改性处理之后对其进行选择性化学腐蚀处理以得到所需的图形化结构，其中所述的在正面和背面制备图形化结构时，涂层涂覆为图形化结构制备面。

其中，所述的激光为单光束激光或多光束激光。

其中，所述的第二步的激光参数包括：激光波长，脉冲宽度，激光功率，重复频率，聚焦光斑大小以及扫描速度。

其中，所述的LED正面和背面图形化制备采用脉冲激光去除或非去除的方法构建。

其中，所述的图形制备的图形包括：沟槽形，斜顶形，或孔洞形。

其中，所述的图形制备的深度小于LED正面P-GaN层的厚度。所述的LED正面图形制备的深度小于LED正面P-GaN/SiO₂层的厚度，所述的LED背面图形制备的深度小于背面n-GaN/蓝宝石层的厚度。

其中，所述的激光是紫外激光或超快激光。

与现有技术相比，本实用新型的一种提高LED光提取效率的激光深层结构，其通过在LED的正面和背面同时进行图形化处理，并且采用脉冲激光，能有效的减少甚至是消除全发射，从而使LED的光提取效率提高。

附图说明

图1为现有的一种表面无图形化的LED结构示意图；

图2为本实用新型的提高LED光提取效率的激光深层结构的结构示意图；

图3为本实用新型的提高LED光提取效率的激光深层结构的加工方法的LED正面图形化过程示意图；

图4为本实用新型的提高LED光提取效率的激光深层结构的加工方法的LED背面图形化过程示意图；

图5为本实用新型的提高LED光提取效率的激光深层结构的第一种图形结构示意图；

图6为本实用新型的提高LED光提取效率的激光深层结构的第二种图形结构示意图；

图7为本实用新型的提高LED光提取效率的激光深层结构的第三种图形结构示意图。