一種平臺型發光二極體的製作方法
2023-07-14 13:06:16 2
一種平臺型發光二極體的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種平臺型發光二極體，所述發光二極體具有襯底；在襯底表面上具有半球形的第一底透明導電層，在第一底透明導電層的半球形表面以及半球形第一底透明導電層之間具有底粗化層，在底粗化層的上表面具有第二底透明導電層；在第二底透明導電層的第一區域表面上具有底電極，在第二底透明導電層的第二區域表面上依次具有p型半導體層、半導體發光層以及n型半導體層；在n型半導體層上具有半球形的第一頂透明導電層；在第一頂透明導電層的半球形表面以及半球形第一頂透明導電層之間具有頂粗化層；在頂粗化層的上表面具有第二頂透明導電層；在第二頂透明導電層的表面上具有頂電極。
【專利說明】一種平臺型發光二極體
【技術領域】
[0001]本發明屬於半導體【技術領域】，特別涉及一種高出光效率的平臺型發光二極體【背景技術】
[0002]半導體發光二極體(Light Emitting Diode)應用日益廣泛，特別是在照明方面有取代白熾燈和螢光燈的趨勢。發光二極體是由半導體材料所製成的發光元件，元件具有兩個電極端子，在端子間施加電壓，通入極小的電流，經由電子電洞的結合可將剩餘能量以光的形式激發釋出，此即發光二極體的基本發光原理。發光二極體不同於一般白熾燈泡，發光二極體是屬冷發光，具有耗電量低、元件壽命長、無須暖燈時間及反應速度快等優點，再加上其體積小、耐震動、適合量產，容易配合應用上的需求製成極小或陣列式的元件，目前發光二極體已普遍使用於資訊、通訊及消費性電子產品的指示器與顯示裝置上，成為日常生活中不可或缺的重要元件。
[0003]目前發光二極體還面臨一些技術上的問題，特別是光取出效率比較低。這導致了發光二極體的亮度不足等缺陷。針對上述問題，業內已經提出了通過粗化方法來改善發光二極體出光效率的問題，但是現有技術中粗化方法仍然存在缺陷，例如僅對發光二極體進行水平面式粗化，這種粗化方式無法進一步提高粗化面積，因此出光效率無法進一步提高。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術的問題，提出了一種高出光效率的平臺型發光二極體，通過增大粗化面積，從而提高發光二極體的出光效率。
[0005]首先對本發明所採用的「上」、「下」進行定義，在本發明中，通過參照附圖，本發明所述的「上」為附圖中面向附圖時垂直向上的方向。本發明所述的「下」為附圖中面向附圖時垂直向下的方向，本文所述的「厚度」是指面向附圖時垂直方向上的距離，本文所述的「寬度」是指面向附圖時水平方向上的距離。
[0006]本發明提出的高出光效率的平臺型二極體的結構為:
[0007]在襯底上具有半球形的第一底透明導電層，在第一底透明導電層的半球形表面以及半球形第一底透明導電層之間具有底粗化層，在底粗化層的上表面具有第二底透明導電層；在第二底透明導電層的第一區域表面上具有底電極，在第二底透明導電層的第二區域表面上依次具有P型半導體層、半導體發光層以及η型半導體層；在η型半導體層上具有半球形的第一頂透明導電層；在第一頂透明導電層的半球形表面以及半球形第一頂透明導電層之間具有頂粗化層；在頂粗化層的上表面具有第二頂透明導電層；在第二頂透明導電層的表面上具有頂電極；
[0008]其中，所述底電極和頂電極為導熱性能良好的金屬材料，例如但不限於:金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鈷、鈀或鉬，或者也可以採用金屬合金來形成，例如但不限於:金鉬合金、銀鋁合金、鎳招合金、鎳鈦合金等。
[0009]其中，第一底透明導電層、第二底透明導電層、第一頂透明導電層和第二頂透明導電層為導電性能良好的金屬化合物材料，例如但不限於:Z n0、Ni0、Mg0、In20
3、T i O 2或I TO ;從截面上看，所述半球形的第一底透明電極層和半球形的第一頂透明電極層的球形邊緣對齊；
[0010]進一步的，P型半導體層為P型GaN層或p型AlGaN層，η型半導體層為η型GaN層或η型AlGaN層，半導體發光層為交替形成的超晶格結構的AlxInyGazN/AIxInyGazP多量子阱層，其中 x+y+z=l、並且 0〈x ( 0.05、0〈y ( 0.05、0〈z ^ 0.9 ；
[0011]進一步的，底粗化層和頂粗化層為ITO層，底粗化層均勻覆蓋在第一底透明電極層的半球形表面以及半球形的第一底透明導電層之間的區域表面；同樣的，頂粗化層均勻覆蓋在第一頂透明電極層的半球形表面以及半球形的第一頂透明導電層之間的區域表面；並且底粗化層和頂粗化層的厚度相同，都為60-70nm ；
[0012]進一步的，半球形的第一底透明導電層的半徑為6-9微米，第一底透明導電層兩個半球之間的間距為2-3微米；同樣的，半球形的第一頂透明導電層的半徑為6-9微米，第一頂透明導電層兩個半球之間的間距為2-3微米；
[0013]進一步的，第一底透明導電層的下表面與第二底透明導電層的上表面之間的間距為10-12微米；同樣的，第一頂透明導電層的下表面與第二頂透明導電層的上表面之間的間距為10-12微米。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明提出的發光二極體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]參見圖1，本發明提出的高出光效率的平臺型發光二極體的結構為:
[0017]在襯底I上具有半球形的第一底透明導電層21，在第一底透明導電層21的半球形表面以及半球形第一底透明導電層之間具有底粗化層2，在底粗化層2的上表面具有第二底透明導電層22 ;在第二底透明導電層22的第一區域表面上具有底電極8 ;在第二底透明導電層22的第二區域表面上依次具有P型半導體層3、半導體發光層4以及η型半導體層5 ;在η型半導體層5上具有半球形的第一頂透明導電層61 ;在第一頂透明導電層61的半球形表面以及半球形第一頂透明導電層61之間具有頂粗化層6 ;在頂粗化層6的上表面具有第二頂透明導電層62 ;在第二頂透明導電層62的表面上具有頂電極7 ；
[0018]其中，所述底電極8和頂電極7為導熱性能良好的金屬材料，例如但不限於:金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鈷、鈀或鉬，或者也可以採用金屬合金來形成，例如但不限於:金鉬合金、銀鋁合金、鎳鋁合金、鎳鈦合金等。
[0019]其中，第一底透明導電層21、第二底透明導電層22、第一頂透明導電層61和第二頂透明導電層62為導電性能良好的金屬化合物材料，例如但不限於:Zn 0、N i O,Mg 0、In20 3、Ti02*IT0;從截面上看，所述半球形的第一底透明電極層21和半球形的第一頂透明電極層61的球形邊緣對齊；
[0020]進一步的，P型半導體層3為P型GaN層或p型AlGaN層，η型半導體層5為η型GaN層或η型AlGaN層，半導體發光層4為交替形成的超晶格結構的AlxInyGazN/AIxInyGazP多量子阱層，其中x+y+z=l、並且0〈x≤0.05、0〈y≤0.05、0〈z ≤ 0.9 ；
[0021]進一步的，底粗化層2和頂粗化層6為ITO層，底粗化層2均勻覆蓋在第一底透明電極層21的半球形表面以及半球形的第一底透明導電層21之間的區域表面；同樣的，頂粗化層6均勻覆蓋在第一頂透明電極層61的半球形表面以及半球形的第一頂透明導電層61之間的區域表面；並且底粗化層2和頂粗化層6的厚度相同，都為60-70nm ；
[0022]進一步的，半球形的第一底透明導電層21的半徑為6-9微米，第一底透明導電層21兩個半球之間的間距為2-3微米；同樣的，半球形的第一頂透明導電層61的半徑為6-9微米，第一頂透明導電層61兩個半球之間的間距為2-3微米；
[0023]進一步的，第一底透明導電層21的下表面與第二底透明導電層22的上表面之間的間距為10-12微米；同樣的，第一頂透明導電層61的下表面與第二頂透明導電層62的上表面之間的間距為10-12微米。
[0024]實施例2
[0025]下面介紹本發明的優選實施例。
[0026]參見圖1，在襯底I上具有半球形的第一底透明導電層21，在第一底透明導電層21的半球形表面以及半球形第一底透明導電層之間具有底粗化層2，在底粗化層2的上表面具有第二底透明導電層22 ;在第二底透明導電層22的第一區域表面上具有底電極8，在第二底透明導電層22的第二區域表面上依次具有P型半導體層3、半導體發光層4以及η型半導體層5 ;在η型半導體層5上具有半球形的第一頂透明導電層61 ;在第一頂透明導電層61的半球形表面以及半球形第一頂透明導電層61之間具有頂粗化層6 ;在頂粗化層6的上表面具有第二頂透明導電層62 ;在第二頂透明導電層62的表面上具有頂電極7 ；
[0027]其中，所述底電極8和頂電極7為導熱性能良好的金屬材料，例如但不限於:金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鈷、鈀或鉬，或者也可以採用金屬合金來形成，例如但不限於:金鉬合金、銀鋁合金、鎳鋁合金、鎳鈦合金等。
[0028]其中，第一底透明導電層21、第二底透明導電層22、第一頂透明導電層61和第二頂透明導電層62為導電性能良好的金屬化合物材料，例如但不限於:Zn 0、N i O,Mg
0、In20 3、Ti02*IT0;從截面上看，所述半球形的第一底透明電極層21和半球形的第一頂透明電極層61的球形邊緣對齊；
[0029]進一步的，P型半導體層3為P型GaN層或p型AlGaN層，η型半導體層5為η型GaN層或η型AlGaN層，半導體發光層4為交替形成的超晶格結構的AlxInyGazN/AIxInyGazP多量子阱層，其中 x=0.045、y=0.055、z=0.9 ；
[0030]進一步的，底粗化層2和頂粗化層6為ITO層，底粗化層2均勻覆蓋在第一底透明電極層21的半球形表面以及半球形的第一底透明導電層21之間的區域表面；同樣的，頂粗化層6均勻覆蓋在第一頂透明電極層61的半球形表面以及半球形的第一頂透明導電層61之間的區域表面；並且底粗化層2和頂粗化層6的厚度相同，都為65nm ；
[0031]進一步的，半球形的第一底透明導電層21的半徑為8微米，第一底透明導電層21兩個半球之間的間距為2.5微米；同樣的，半球形的第一頂透明導電層61的半徑為8微米，第一頂透明導電層61兩個半球之間的間距為2.5微米；
[0032]進一步的，第一底透明導電層21的下表面與第二底透明導電層22的上表面之間的間距為11微米；同樣的，第一頂透明導電層61的下表面與第二頂透明導電層62的上表面之間的間距為11微米。
[0033]至此，上述描述已經詳細的說明了本發明的發光二極體結構，相對於現有的發光二極體，本發明提出的結構能夠大幅度提高發光亮度。前文的描述的實施例僅僅只是本發明的優選實施例，其並非用於限定本發明。本領域技術人員在不脫離本發明精神的前提下，可對本發明做任何的修改，而本發明的保護範圍由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種平臺型發光二極體，其特徵在於: 所述發光二極體具有襯底； 在襯底表面上具有半球形的第一底透明導電層，在第一底透明導電層的半球形表面以及半球形第一底透明導電層之間具有底粗化層，在底粗化層的上表面具有第二底透明導電層； 在第二底透明導電層的第一區域表面上具有底電極，在第二底透明導電層的第二區域表面上依次具有P型半導體層、半導體發光層以及η型半導體層； 在η型半導體層上具有半球形的第一頂透明導電層；在第一頂透明導電層的半球形表面以及半球形第一頂透明導電層之間具有頂粗化層；在頂粗化層的上表面具有第二頂透明導電層；在第二頂透明導電層的表面上具有頂電極。
2.如權利要求1所述的垂直型發光二極體，其特徵在於: 從截面上看，所述半球形的第一底透明電極層和半球形的第一頂透明電極層的球形邊緣對齊。
3.如權利要求1或2所述的垂直型發光二極體，其特徵在於: 其中，底粗化層和頂粗化層為ITO層，底粗化層均勻覆蓋在第一底透明電極層的半球形表面以及半球形的第一底透明導電層之間的區域表面；同樣的，頂粗化層均勻覆蓋在第一頂透明電極層的半球形表面以及半球形的第一頂透明導電層之間的區域表面；並且底粗化層和頂粗化層的厚度相同，都為60-70nm,優選為65nm ； 其中，半球形的第一底透明導電層的半徑為6-9微米，第一底透明導電層兩個半球之間的間距為2-3微米；同樣的，半球形的第一頂透明導電層的半徑為6-9微米，第一頂透明導電層兩個半球之間的間距為2-3微米； 進一步的，第一底透明導電層的下表面與第二底透明導電層的上表面之間的間距為10-12微米；同樣的，第一頂透明導電層的下表面與第二頂透明導電層的上表面之間的間距為10-12微米。
【文檔編號】H01L33/14GK103606605SQ201310496315
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】叢國芳 申請人:溧陽市東大技術轉移中心有限公司