[發明專利]一種具有高反射率反射鏡的垂直結構發光二極管

無效

• 申請號: 201410114252.7
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103872208A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 劉軍林;江風益
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01L33/46
• 分類號: H01L33/46
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

技術領域

本發明涉及半導體發光器件，尤其是涉及一種具有高反射率反射鏡的垂直結構發光二極管。

背景技術

近年來，由于GaN基藍光發光二極管（LED）效率的大幅提升以及在合成白光（藍光LED+黃色熒光粉）中的應用，使LED光源成為新一代的綠色照明光源。也使得LED的應用從早期的顯像顯示等領域，逐漸拓展到通用照明領域。為了獲得更高的光提取效率（節能環保的需要），通常需要將LED薄膜的原生襯底剝離，并將LED薄膜轉移到新的支撐基板上制成垂直結構LED芯片，并配以高反射率的反射鏡以及粗化表面。目前高效的InGaN基藍綠光以及AlGaInP基的紅光，均采用這種結構。

由于Ag對可見光的反射率最高，目前垂直結構的LED芯片常用的反射鏡為Ag或者Ag基合金,?垂直結構的LED結構如圖1所示。從發光層105發出的光需要經過多次在Ag基反射鏡103反射才能從N型層106的粗化表面出射，而Ag基反射鏡103對可見光的反射率只有90-93%，這樣Ag基反射鏡103會對發光層105發出的光有較明顯的吸收，導致光提取效率下降。舉例來講，假設LED發光層105發出的光平均要經過3次在Ag基反射鏡103反射才能從LED薄膜中出射，取Ag基反射鏡103的反射率為93%，則光損失比例為1-0.93×0.93×0.93=19.6%。因此，Ag基反射鏡103很難把光提取效率做得很高。為了獲得更高的光提取效率，必須要進一步提升反射鏡的反射率。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種具有高反射率反射鏡的垂直結構發光二極管，該垂直結構發光二極管采用具有比普通Ag基反射鏡更高的反射率的復合反射鏡，減小了光在反射鏡界面的吸收，提高了復合反射鏡的有效反射率，從而提升LED結構的光提取效率。

本發明的目的是這樣實現的：

一種具有高反射率反射鏡的垂直結構發光二極管，從下至上依次包括導電襯底、導電焊接層、P型層、發光層、具有粗化表面的N型層、N電極，特征是：在導電焊接層和P型層之間設有由Ag基反射鏡和低折射率介質反射鏡組成的復合反射鏡，若干個低折射率介質反射鏡均勻布置在Ag基反射鏡的上表面，且低折射率介質反射鏡所占的表面積占復合反射鏡的表面積的20-80%。

優選地，低折射率介質反射鏡所占的表面積占復合反射鏡的表面積的40-60%。

構成低折射率介質反射鏡的介質為SiO₂、真空或者空氣中的一種。

P型層、發光層、具有粗化表面的N型層為AlGaInN基或者AlGaInP基材料體系中的一種。

本發明是在常規垂直結構發光二極管的基礎上采用一種全新結構的反射鏡：由Ag基反射鏡和低折射率介質反射鏡組成的復合反射鏡，高反射率反射鏡的復合反射鏡是由Ag基反射鏡和低折射率介質（SiO₂、真空或者空氣）按一定比例的空間排列而成。圖2給出了具有復合反射鏡的垂直結構LED芯片示意圖。復合反射鏡相比Ag反射鏡具有更高的反射率，因此可獲得更高的光提取效率。