[實用新型]一種提高LED光提取效率的激光深層結構

有效

• 申請號: 201420623246.X
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN204230282U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 趙曉杰;張杰;何淳;陸文革
• 申請（專利權）人: 深圳英諾激光科技有限公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/00
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

技術領域

本實用新型涉及LED結構及其制備技術領域，尤其涉及一種可提高LED光提取效率的激光深層結構。

背景技術

發光二極管(LED)由于發光效率高、壽命長，且光強容易調節，因此被認為是一種非常有吸引力的光源。LED已經被廣泛應用于交通信號燈、顯示屏背景照明、電視機背景照明、汽車前燈/尾燈以及傳統照明，值得指出的是，與白熾燈相比能夠節約40％能量。

如圖1所示，典型的表面發光二極管LED有幾個微米厚度的高折射率GaN(～2.4)，在表面上具有多量子阱結構(MQWs)。傳統的無圖案的表面發光二極管，大多數從多量子阱發出的光將會被限制甚至困在高折射率的GaN板中，這主要是因為在不同類型的界面存在全反射現象，如GaN/空氣,或者GaN/SiO2鈍化層/空氣。LED有源層產生的光，只有一小部分(大約4.5％)可以發射到自由空間，而約95％的部分被LED結構所吸收產生了熱量。在過去的30年的LED產業中，人們一直努力減少甚至消除全反射(TIR)的限制。一方面受限與LED的結構，與此同時傳統的這種制備方法常采用光刻，這種方式成本高，且不適合大面積加工。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種提高LED光提取效率的激光深層結構，用于解決現有技術中LED光提取效率低的問題。

為達到上述目的，本實用新型所提出的技術方案為：

本實用新型的一種提高LED光提取效率的激光深層結構，其自上而下依次包括：一SiO₂層，一p-GaN層，一MQW層，一n-GaN層，一藍寶石基底。

其中，SiO₂/p-GaN層和n-GaN/藍寶石層表面設有經過圖形制備的圖形結構。

一種提高LED光提取效率的激光深層結構的加工方法，在LED正面和背面制備圖形結構，包括以下步驟：

第一步，在LED正面和背面采用旋涂或噴涂的方法沉淀一層保護涂層；

第二步，進行激光參數選擇，采用脈沖激光對LED的正面和背面進行圖形制備；

第三步，去除涂層；

其中所述的LED正面為SiO₂/p-GaN層，所述的LED背面為n-GaN/藍寶石層。

其中，在對LED正面進行圖形制備時，所述的第二步是通過選擇合適的激光參數及加工參數對SiO₂/n-GaN進行材料去除以制備所需要的圖形化結構；在對LED背面進行圖形制備時，第二步是通過選擇合適的激光參數及加工參數對藍寶石/n-GaN進行材料去除以制備所需要的圖形化結構，或者是對藍寶石/n-GaN進行激光損傷或改性處理之后對其進行選擇性化學腐蝕處理以得到所需的圖形化結構，其中所述的在正面和背面制備圖形化結構時，涂層涂覆為圖形化結構制備面。

其中，所述的激光為單光束激光或多光束激光。

其中，所述的第二步的激光參數包括：激光波長，脈沖寬度，激光功率，重復頻率，聚焦光斑大小以及掃描速度。

其中，所述的LED正面和背面圖形化制備采用脈沖激光去除或非去除的方法構建。

其中，所述的圖形制備的圖形包括：溝槽形，斜頂形，或孔洞形。

其中，所述的圖形制備的深度小于LED正面P-GaN層的厚度。所述的LED正面圖形制備的深度小于LED正面P-GaN/SiO₂層的厚度，所述的LED背面圖形制備的深度小于背面n-GaN/藍寶石層的厚度。

其中，所述的激光是紫外激光或超快激光。

與現有技術相比，本實用新型的一種提高LED光提取效率的激光深層結構，其通過在LED的正面和背面同時進行圖形化處理，并且采用脈沖激光，能有效的減少甚至是消除全發射，從而使LED的光提取效率提高。

附圖說明

圖1為現有的一種表面無圖形化的LED結構示意圖；

圖2為本實用新型的提高LED光提取效率的激光深層結構的結構示意圖；

圖3為本實用新型的提高LED光提取效率的激光深層結構的加工方法的LED正面圖形化過程示意圖；

圖4為本實用新型的提高LED光提取效率的激光深層結構的加工方法的LED背面圖形化過程示意圖；

圖5為本實用新型的提高LED光提取效率的激光深層結構的第一種圖形結構示意圖；

圖6為本實用新型的提高LED光提取效率的激光深層結構的第二種圖形結構示意圖；

圖7為本實用新型的提高LED光提取效率的激光深層結構的第三種圖形結構示意圖。