[實(shí)用新型]發(fā)光二極管以及包括其的發(fā)光二極管模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420613865.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204348750U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭德博;徐正毅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京中科天順信息技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/06
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/06;H01L33/38;H01L33/40;H01L33/48
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光電器件領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)光二極管以及包括其的發(fā)光二極管模塊。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)具有發(fā)熱量低、耗電量小、壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快、體積小等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于固態(tài)照明。傳統(tǒng)發(fā)光二極管普遍采用藍(lán)寶石襯底，由于藍(lán)寶石的熱導(dǎo)率差(35W/m·K)，不能將芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)的導(dǎo)出，嚴(yán)重限制了其在高功率領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，對(duì)于傳統(tǒng)發(fā)光二極管，藍(lán)寶石襯底參與內(nèi)部光學(xué)傳輸，由于藍(lán)寶石對(duì)光的吸收以及藍(lán)寶石與半導(dǎo)體界面對(duì)光的反射，阻礙了發(fā)光二極管的光提取效率的進(jìn)一步提高。薄膜結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管是將原來(lái)光學(xué)及熱學(xué)性能較差的襯底材料去掉，換上導(dǎo)電好、高導(dǎo)熱、帶高反射膜的襯底，襯底不參與光學(xué)傳輸，不僅減少了原襯底材料光吸收，而且增強(qiáng)了發(fā)光二極管的導(dǎo)熱功能，比較傳統(tǒng)發(fā)光二極管，具有更高的光提取效率及更高的操作功率，受到很大的關(guān)注與研究。

現(xiàn)有技術(shù)中，薄膜結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管利用襯底置換的技術(shù)，如圖1A所示，首先通過(guò)鍵合或電鍍的方法將轉(zhuǎn)移襯底(高熱導(dǎo)率襯底)112與發(fā)光二極管外延片粘合在一起。發(fā)光二極管外延片由支撐襯底102，N型半導(dǎo)體層104，量子阱發(fā)光層106以及P型半導(dǎo)體層108構(gòu)成。接著，通過(guò)剝離或者機(jī)械研磨的方法去除支撐襯底102，然后在轉(zhuǎn)移襯底112上以及N型半導(dǎo)體層104上分別制作P型電極110及N型電極114，得到具有上下電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管芯片100(如圖1B所示)。以下，為了描述方便起見(jiàn)，將圖1B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為圖1C的形式，其中附圖標(biāo)記120指代發(fā)光二極管芯片100的發(fā)光結(jié)構(gòu)，等同于圖lB中的N型半導(dǎo)體層104、量子阱發(fā)光層106、P型半導(dǎo)體層108以及轉(zhuǎn)移襯底112的疊層。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠明了，這樣的簡(jiǎn)化并不會(huì)影響對(duì)本實(shí)用新型的理解。由于單顆發(fā)光二極管光通量小，所以在多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中往往需要在支撐基板上串聯(lián)多顆如圖1C所示的發(fā)光二極管，如圖1D所示。然而對(duì)于這種上下結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管要實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，首先所采用的基板124必須是絕緣的，其次需要在絕緣基板上制作電路122，然后才能通過(guò)連接導(dǎo)線126實(shí)現(xiàn)串聯(lián)。一般的絕緣基板熱導(dǎo)率低，導(dǎo)熱效果不好，影響發(fā)光二極管的熱學(xué)性能，而熱導(dǎo)率高的絕緣基板價(jià)格高，再加上要在絕緣基板上制作電路會(huì)額外的增加成本。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型第一方面涉及一種發(fā)光二極管，其包括非摻雜層；依次形成在該非摻雜層上的N型半導(dǎo)體層、量子阱發(fā)光層以及P型半導(dǎo)體層；開(kāi)槽，從該P(yáng)型半導(dǎo)體層表面延伸到該N型半導(dǎo)體層表面或延伸到該N型半導(dǎo)體層中，開(kāi)槽后剩余的P型半導(dǎo)體層、量子阱發(fā)光層及N型半導(dǎo)體層分別為P型半導(dǎo)體部、量子阱發(fā)光部及N型半導(dǎo)體部；P型歐姆接觸層，形成在該P(yáng)型半導(dǎo)體部上；絕緣介質(zhì)膜，形成在該開(kāi)槽的側(cè)壁和該P(yáng)型歐姆接觸層上；金屬層，形成在該開(kāi)槽底部的N型半導(dǎo)體部以及該絕緣介質(zhì)膜上；支撐襯底，形成在該金屬層上；第一盲孔和第二盲孔，該第一盲孔從非摻雜層表面延伸到P型歐姆接觸層表面，該第二盲孔從非摻雜層表面延伸到金屬層表面；P型及N型壓焊部，分別形成在露出的P型歐姆接觸層以及金屬層上。

可選地，該金屬層由N型歐姆接觸層和位于N型歐姆接觸層上的隔離層構(gòu)成。

可選地，該N型歐姆接觸層由Al、Ag、Ti、Cr、Ni和Au中一種或多種金屬構(gòu)成。

可選地，該隔離層由W、TiW、Ta、TaN、Ni、Ti、Cr、Au和Cu中一種或多種金屬構(gòu)成。

可選地，該支撐襯底由金屬支撐層和其上的高阻支撐層組成。

可選地，該金屬支撐層采用鉻、銅、鎳、鉬銅和鎢銅之一或其中兩種或多種材料的組合。

可選地，該高阻支撐層是氧化鋁片、氮化鋁片、碳硅片化硅片或表面附著絕緣層的金屬片。

可選地，該發(fā)光二極管還包括用于提高光提取效率的結(jié)構(gòu)，形成在該非摻雜層表面上。

可選地，該結(jié)構(gòu)呈凹坑狀、凸球面狀或者鋸齒形。

本實(shí)用新型的第二方面涉及一種發(fā)光二極管模塊，其包括支撐基板；多個(gè)根據(jù)第一方面所述的發(fā)光二極管，該多個(gè)發(fā)光二極管設(shè)置在該支撐基板上；連接導(dǎo)線，用于將該多個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)或并聯(lián)連接在一起。