[發明專利]一種高出光效率的垂直型發光二極管

有效

• 申請號: 201310514113.9
• 申請日: 2013-10-26
• 公開（公告）號: CN103606611A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 叢國芳
• 申請（專利權）人: 溧陽市東大技術轉移中心有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別涉及一種高出光效率的垂直型發光二極管。

背景技術

半導體發光二極管(Light?Emitting?Diode)應用日益廣泛，特別是在照明方面有取代白熾燈和熒光燈的趨勢。發光二極管是由半導體材料所制成的發光元件，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余能量以光的形式激發釋出，此即發光二極管的基本發光原理。發光二極管不同于一般白熾燈泡，發光二極管是屬冷發光，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制成極小或陣列式的元件，目前發光二極管已普遍使用于資訊、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。

目前發光二極管還面臨一些技術上的問題，特別是光取出效率比較低。這導致了發光二極管的亮度不足等缺陷。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管出光效率的問題，但是現有技術中粗化方法仍然存在缺陷，例如僅對發光二極管進行水平面式粗化，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

本發明針對現有技術的問題，提出了一種高出光效率的垂直型發光二極管，通過增大粗化面積，從而提高發光二極管的出光效率。

首先對本發明所采用的“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。

本發明提出的高出光效率的垂直型發光二極管的結構為：

在底電極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；

其中，所述底電極和頂電極為導熱性能良好的金屬材料，例如但不限于：金、銀、銅、鋁、鎳、鈦、鈷、鈀或鉑，或者也可以采用金屬合金來形成，例如但不限于：金鉑合金、銀鋁合金、鎳鋁合金、鎳鈦合金等。

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，例如但不限于：ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＭｇＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＴｉＯ2或ＩＴＯ;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；

進一步的，p型半導體層為p型GaN層或p型AlGaN層，n型半導體層為n型GaN層或n型AlGaN層，半導體發光層為交替形成的超晶格結構的Al_xIn_yGa_zN/AI_xIn_yGa_zP多量子阱層，其中x+y+z=1、并且0<x≤0.05、0<y≤0.05、0<z≤0.9；

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；并且底粗化層和頂粗化層的厚度相同，都為60-70nm；

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；

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。

附圖說明

圖1為本發明提出的發光二極管結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

參見圖1，

本發明提出的高出光效率的垂直型發光二極管的結構為：