[实用新型]一种垂直结构LED芯片

说明书

本实用新型公开了一种垂直结构LED芯片，从下往上依次包括衬底层、粘结层、键合层、保护层、反射层、p‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、n‑GaN层、钝化层和N电极；其中，反射层包括金属反射层和绝缘反射层，金属反射层的底面与保护层的上面连接，绝缘反射层设置在金属反射层的两端且与保护层连接；具有更好的光强均匀性，在芯片边缘设置了绝缘反射层，降低了边缘发光强度偏弱的影响，从而提高了反射层单位发光面积上的发光强度。使得相同发光面积下，使用垂直结构LED芯片的LED灯具有更高的发光通量。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种垂直结构LED芯片。

背景技术

目前发光二极管(Light Emitting Diode，LED)已广泛用于室内外照明，室外照明、车灯以及手持照明等应用领域。发光二极管(Light Emitting Diode，LED) 是靠PN结把电能转换成光能的一种器件，具有可控性好、启动快、寿命长、发光效率高、安全、节能环保等优点，不仅带动照明产业的深刻变革，同时还引领着显示屏领域的创新。随着LED产业的发展，大功率LED越来越受到人们的青睐。随着使用功率的提高，单位面积上注入的电流也要求越来越大。

然而，由于制作LED本身的半导体材料特性所限，较大的电流密度会导致大功率LED局部区域电流拥堵，使得大功率LED发光面上发光不均匀，发光效率低。大功率LED发光面发光不均匀，不仅会降低LED的发光亮度，同时会使得大功率LED芯片发光光斑出现明暗相间的现象，部分区域较亮，部分区域形成暗带。严重影响对光斑有较高要求的使用领域，如汽车车灯、手电筒等照明市场。可见，提高发光亮度和均匀性，改善芯片发热问题对大功率LED来说是非常有必要的。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种垂直结构LED 芯片，该垂直结构LED芯片能克服现有大功率LED发光不均匀以及发光效率低的缺陷，增加了边缘反射层的反射面积从而提高了亮度，改善了传统芯片边缘发光不均、发光效率低现象，适用于大功率LED。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种垂直结构LED芯片，从下往上依次包括衬底层、粘结层、键合层、保护层、反射层、p-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、n-GaN层、钝化层和N电极；其中，反射层包括金属反射层和绝缘反射层，金属反射层的底面与保护层的上面连接，绝缘反射层设置在金属反射层的两端且与保护层连接；所述绝缘反射层为SiO₂、Si₃N₄、TiO₂、Ti₃O₅中的一种。优选地，绝缘反射层由SiO₂、Si₃N₄、 TiO₂/Ti₃O₅组成。

本实用新型的LED芯片采用垂直线性结构，绝缘反射层设置在金属反射层的两端且两者均与保护层连接，增加了边缘反射层(即绝缘发射层)的反射面积，改变了传统LED芯片边缘发光不均和发光效率低的现象。

进一步，所述粘结层为Cr、Ti、Ni、Al、Pt和Au中的一种，粘结层的总厚度为10nm～1000nm。优选地，粘结层含有Al金属，其中Al的厚度为 100nm～1000nm。

再进一步，所述绝缘反射层的层数为15～45层，绝缘反射层的总厚度为 0.5～4um。

进一步，所述衬底层的材料为硅或碳化硅。

再进一步，所述键合层为AuSn、NiSn、CuSn和AuSi中的一种，键合层的总厚度为1000～9000nm。

进一步，所述N电极的金属为Ti、Cr、Ni、Al、Pt和Au中的一种，N电极的总厚度为500nm～5000nm。