[发明专利]一种紫外发光二极管及发光装置

说明书

本发明涉及发光二极管芯片技术领域，特别涉及一种紫外发光二极管及发光装置，包括：外延层，外延层具有依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；第一电极，电连接第一半导体层；第二电极，电连接第二半导体层；衬底，衬底具有相对的第一表面和第二表面，外延层设于衬底的第一表面，第二表面上设有图形化微结构，其中，微结构的底部外接圆的直径D大于400nm并且小于1000nm。与现有技术相比，本发明通过改变衬底出光一侧设置的图形化微结构的尺寸，使之适应于紫外发光二极管的发光波段，使得紫外光更易散射出，以提高紫外发光二极管的光提取效率。

技术领域

本发明涉及发光二极管芯片技术领域，特别涉及一种紫外发光二极管及发光装置。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)为半导体发光元件，通常是由如GaN、GaAs、GaP、GaAsP等半导体制成，其核心是具有发光特性的PN结，在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区，进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。LED具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来，紫外光LED特别是深紫外光LED的巨大的应用价值引起了人们的高度关注，成为了新的研究热点。

紫外发光二极管(UV Light Emitting Diode，UV-LED)是一种能够直接将电能转化为紫外光线的固态半导体器件。随着技术的发展，紫外发光二极管在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面有着广阔的市场应用前景。近年来，随着人们对于饮用水，日常杀菌及消毒等需求日益扩增，紫外LED的应用逐渐成为研讨热点。

进年来，紫外光LED特别是深紫外光LED的巨大的应用价值引起了人们的高度关注，成为了新的研究热点。深紫外的出光效率是其中的重中之重，由于深紫外对各种封装胶有强烈的吸收，即使是一些含氟的硅胶，在长时间UV的照射下，也容易龟裂。所以UVC封装不同于蓝光，基本上是无封装胶，这样会导致芯片的光从蓝宝石直接进入到空气中，全反射角增大，导致光线提取效率下降；此外UVC发光的波长较短，相比于蓝光、红光等LED芯片，更易发生全反射。

综上，如何进一步提升紫外光LED的光提取效率已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种紫外发光二极管，包括：

外延层，所述外延层具有依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；

第一电极，电连接所述第一半导体层；

第二电极，电连接所述第二半导体层；

衬底，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述外延层设于所述衬底的第一表面，所述第二表面上设有图形化微结构，所述微结构的底部外接圆的直径D大于400nm并且小于1000nm。

在一些实施例中，所述发光层的发光波长范围是200-280nm或者280-360nm。

在一些实施例中，所述图形化微结构包括形成于所述第二表面上的第一微结构，所述第一微结构包含与所述衬底相同的材料。

在一些实施例中，所述图形化微结构包括形成于所述第二表面上的第二微结构，所述衬底包含第一材料，所述第二微结构包含与所述衬底相异的第二材料。

在一些实施例中，还包括覆于所述第二表面和所述第一微结构上的光提取层，所述微结构还包括第三微结构，所述第三微结构形成于所述光提取层背离所述衬底的表面，所述衬底包含第一材料，所述光提取层和所述第三微结构包含与所述衬底相异的第二材料。

在一些实施例中，还包括覆于所述第二表面的光提取层，所述微结构包括形成于所述光提取层背离所述衬底的表面上的第四微结构，所述衬底包含第一材料，所述光提取层和所述第四微结构包含与所述衬底相异的第二材料。