[实用新型]功率型氮化镓基发光二极管芯片

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体芯片结构领域，尤其是涉及一种氮化镓基发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管(LED)作为一种新型固态照明光源，以其发热量低、耗电量少、反应速度快、寿命长、体积小等优点，被认为是21世纪的绿色照明光源。为了适应现在的市场要求，LED的发光效率仍然需要进一步提高。目前，LED芯片主要是由生长在蓝宝石衬底上氮化镓(GaN)材料体系所制备的，但由于蓝宝石与GaN之间的晶格失配较高，容易产生位错缺陷，影响了载流子的迁移率和寿命，进而对GaN基器件的性能也产生了一定的影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种功率型氮化镓基发光二极管芯片，以解决现有技术中，衬底与GaN之间晶格失配较高，容易产生位错缺陷的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

功率型氮化镓基发光二极管芯片，包括钇铝石榴石衬底，其上端设有周期性三棱台型的微凸结构，下端设有若干四棱锥型的下微凸结构；在钇铝石榴石衬底的下端设有N型氮化镓层，且下微凸结构伸入N型氮化镓层内；增透层，其包裹在钇铝石榴石衬底的上端及四周侧壁上，增透层由高折射率绝缘层和低折射率绝缘层交替堆叠；增透层至少为三层，且其总厚度为1200埃-7200埃。

进一步，所述钇铝石榴石衬底与N型氮化镓层之间还生长有AlN缓冲层。

进一步，所述微凸结构的周期为12μm，间隙为5μm，高度为1.5μm。

进一步，所述N型氮化镓层的下端设有Ti/Al/Ni/Au N型电极，其余部分生长有多量子阱；多量子阱的下端从上到下依次生长有P型氮化镓层、透明导电层和布拉格反射层；布拉格反射层的下端设有Ni/Au P型电极。

进一步，所述透明导电层的厚度为20-150nm。

进一步，所述布拉格反射层由高折射率材料层和低折射率材料层交替堆叠，其中高折射率材料层为TiO；低折射率材料层为SiO₂。

进一步，所述P型氮化镓层的下端腐蚀有若干微小凹陷，微小凹陷的形状为倒置正六棱台。

进一步，所述多量子阱、P型氮化镓层、透明导电层、布拉格反射层的侧壁上及布拉格反射层的下端也包裹有所述增透层，且所述Ti/Al/Ni/Au N型电极伸出增透层；布拉格反射层上设有直至N型氮化镓层内部的沟槽，沟槽内也填充有增透层的材料。

相对于现有技术，本实用新型所述的功率型氮化镓基发光二极管芯片具有以下优势：

本实用新型所述的功率型氮化镓基发光二极管芯片，结构简单，出光率高。通过上下两端分别具有若干微凸结构的钇铝石榴石衬底，改变了光在衬底/空间界面处的传播方向，能够有效的提高光子逸出本实用新型的几率，从而达到提高光输出效率的效果。通过具有微小凹陷的P型氮化镓层配合透明导电层和布拉格反射层，在增大P型接触面积、减小接触电阻的同时，使得射向P型氮化镓层的光能够最大限度的反射回器件，并重新射向钇铝石榴石衬底的出光面，进一步增强了本实用新型的出光效率。通过增透层对本实用新型中的各个结构进行保护，相比于现有技术中的PV保护层，可有效的降低其自身的表面反射率，提升本实用新型的发光效率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的功率型氮化镓基发光二极管芯片的主视图；

图2为本实用新型实施例所述的功率型氮化镓基发光二极管芯片的钇铝石榴石衬底的轴测图；

图3本实用新型实施例所述的功率型氮化镓基发光二极管芯片的P型氮化镓层的俯视向轴测图。

附图标记说明：

1-钇铝石榴石衬底；11-微凸结构；12-下微凸结构；2-N型氮化镓层；3-增透层；31-沟槽；4-多量子阱；5-P型氮化镓层；6-透明导电层；7-布拉格反射层；8-Ti/Al/Ni/Au N型电极；9-Ni/Au P型电极；10-微小凹陷。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。