[实用新型]一种大功率LED芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体照明领域，具体涉及一种成本低、电流扩散均匀、光电性好的大功率LED芯片。

背景技术

发光二极管(LightEmitting Diode，LED)，是一种半导体组件。初时多用作为指示灯、显示发光二极管板等；随着白光LED的出现，也被用作照明。

LED芯片也称为LED发光芯片，是LED灯的核心组件，也就是指的P-N结(也叫发光层或有源层)。其主要功能是：把电能转化为光能，蓝光LED芯片的主要材料为GaN。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。

在GaN(氮化镓)蓝光LED芯片制作过程中，电流的扩散程度决定其发光的均匀性、电压及出光亮度，所以，在一些较大尺寸的LED芯片中，往往会在P电极的下方设置一电流阻挡层，如中国实用新型专利申请号为：CN201120189190.8公开的一种具有反射型电流阻挡层的LED芯片，使P电极下的电流强制性的往外围扩散。对于大功率的LED芯片(功率在1W以上)，通常的做法是P电极延伸出电极脚，电流阻挡层同样设置在延伸出的电极脚的下方，如中国实用新型专利申请号为：CN201620142355.9公开的一种LED芯片所示。但上述两种情况中，第一种适用于中小尺寸的产品，第二种延伸出电极脚的方式，增大电极的面积所带来的代价是出光面减少，光线会被电极及延伸出的电极脚所遮挡，导致出光效率提升有限，同时增大电极的成本(金Au的成本)。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种成本低、电流扩散均匀、光电性好的大功率LED芯片。

为达到上述目的，本实用新型提供的一种大功率LED芯片，包括：

蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底的上表面阵列排布有一体延伸成型的凸点；

GaN外延层，所述外延层包括：在该蓝宝石衬底的上表面依次层叠设置的缓冲层、N型层、发光层及P型层；部分P型层区域蚀刻裸露出N型层；

透明导电层，所述透明导电层设置在P型层表面，所述透明导电层包括：透明导电金属氧化物膜层与石墨烯膜层交替层叠组成的多个周期的层叠结构，所述该透明导电层的最下层及最上层均为透明导电金属氧化物膜层；

P电极与N电极，所述P电极设置在P型层表面的透明导电层上，所述N电极设置在裸露出的N型层上；

透明保护层，所述透明保护层覆盖在P电极与N电极之外的透明导电层与N型层的表面；

反光层，所述反光层设置在外延层的蓝宝石衬底的下表面。

进一步的，所述蓝宝石衬底的上表面阵列排布有一体延伸成型的凸点的形状为锥形结构。

进一步的，所述透明导电金属氧化物膜层为ITO膜层或氧化锌膜层。

进一步的，P电极与N电极的结构均为从上到下依次层叠金属层，该金属层依次为铬/铝/珠/铂/金。

进一步的，所述反光层为镀银层或布拉格反射层。

通过本实用新型提供的技术方案，具有如下有益效果：

1.所述蓝宝石衬底的上表面阵列排布有一体延伸成型的凸点，该凸点可将一部分向下方向射出的光线反射或折射回去，提高出光效率，再者，凸点具有倾斜面，可减少蓝宝石衬底与GaN外延层之间的晶格错位密度；同样的，在制备N型层之前铺垫一缓冲层，晶格错位在缓冲层内，不会影响N型层的质量；

2.透明导电层包括：透明导电金属氧化物膜层与石墨烯膜层交替层叠组成的至少二个周期的层叠结构，石墨烯膜层的电流扩散功能强，至少间隔设置两层的石墨烯膜层，其相邻两石墨烯膜层的透明导电金属氧化物膜层电流扩散速度较慢，可起到电流缓冲作用，为下一层的石墨烯膜层的电流扩散做好准备；

3.所述该透明导电层的最下层及最上层均为透明导电金属氧化物膜层，石墨烯膜层与GaN外延层之间电阻值大，透明导电金属氧化物膜层(如ITO膜层)与GaN外延层的欧姆接触性好，电阻值低，所以将其设置在最下层；石墨烯膜层为超薄的透明导电层，在制备过程中易脱离或损伤，所以在最上层设置一透明导电金属氧化物膜层，起到保护作用；

4.在蓝宝石衬底的下表面增加一反光层，增大出光量。

附图说明

图1所示为实施例中大功率LED芯片的部分结构的示意图；