[實用新型]一種雙聯節能LED半導體芯片

有效

• 申請號: 201720035451.8
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN206711915U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 王贊;劉自通;阮宜武
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種雙聯節能LED半導體芯片，屬于電致發光與熱致發光領域。

背景技術

LED燈主要利用P型半導體與N型半導體結合成發光異質結，利用電子與空穴的復合釋放光子的原理實現發光。與白熾燈相比，具有低功耗、高亮度、小尺寸、安裝簡易、可靠度高的特點。然而，在低電壓、大功率的工況下，LED發光芯片的熱流密度高達30W/cm²以上，使得散熱問題成為亟待解決的瓶頸。尤其是對于大功率LED 平面集群封裝模塊，強制換熱的降溫方式會消耗大量電能，抬高使用成本。將熱致發光與電致發光技術相結合既可以彌補LED的散熱問題，又可以提高LED的發光功率。

發明內容

本實用新型設計一種雙聯節能LED半導體芯片，它由十部分組成，分別是直流電源、導線、正極銅電極、P-GaN薄膜、GaN薄膜、N-GaN 薄膜、N-GaN基板、HfO₂薄膜、P-ZnO薄膜、負極銅電極。電子由負極銅電極導入，分別在右側的發光層HfO₂薄膜與左側的發光層 GaN薄膜內與空穴復合并發射光子。根據熱致發光原理，HfO₂薄膜發射的光子能量大于電場做功，多出的這部分能量來源于左側發光層 GaN薄膜釋放的熱量。本實用新型提出了采用電致發光與熱致發光相結合的方法降低LED功耗及提高發光效率的方法，以促進LED技術向節能降耗方向的發展。

附圖說明

通過參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施性，本實用新型的以上和其它方面及優點將變得更加易于清楚，在附圖中：

圖1是雙聯節能LED半導體芯片的主視圖；

圖2是雙聯節能LED半導體芯片的俯視圖；

具體實施方式

在下文中，將參照附圖更充分地描述本實用新型，在附圖中示出了一種實施例。然而，本實用新型可以以許多不同的形式來實施，且不應該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供該實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本實用新型的范圍充分地傳達給本領域技術人員。

在下文中，將參照附圖更詳細地描述本實用新型的示例性實施例。

參考附圖1～2，本實用新型的技術方案的實現：一種雙聯節能LED 半導體芯片，它由十部分組成，分別是直流電源、導線、正極銅電極、 P-GaN薄膜、GaN薄膜、N-GaN薄膜、N-GaN基板、HfO₂薄膜、P-ZnO 薄膜、負極銅電極。

直流電源：本發明電源為穩壓直流電源(5～10V)，電流通過正極銅電極導入LED半導體芯片，由負極銅電極回流入電源，驅動電子定向運動。

導線：可采用普通銅質或鋁質導線(直徑0.1～0.25mm)。

N-GaN基板:采用化學氣相沉積工藝制備，在GaN晶體生長過程中摻雜Si元素，摻雜濃度控制在10¹⁶～10²⁰/cm³。

N-GaN薄膜：采用化學氣相沉積工藝制備，在GaN晶體生長過程中摻雜Si元素，摻雜濃度控制在10¹⁶～10²⁰/cm³。

GaN薄膜：采用化學氣相沉積工藝制備。

P-GaN薄膜：采用化學氣相沉積工藝制備，在GaN晶體生長過程中摻雜Mg元素，摻雜濃度控制在10¹⁶～10²⁰/cm³。

HfO₂薄膜:采用化學氣相沉積工藝制備，通過金屬Hf靶材濺射與O₂發生氧化反應沉積在N-GaN薄膜上面。

P-ZnO薄膜：采用化學氣相沉積工藝制備，在ZnO晶體生長過程中摻雜Mg元素，摻雜濃度控制在10¹⁹～10²⁰/cm³。

正極銅電極：采用物理氣相沉積方法獲得，電極厚度0.1mm～0.3mm。