[實(shí)用新型]一種垂直結(jié)構(gòu)ZnO基LED芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721382783.X
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207338419U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊為家;吳質(zhì)樸;何畏;陳強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江門(mén)市奧倫德光電有限公司;五邑大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/02;H01L33/40;H01L33/10;B82Y30/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種垂直結(jié)構(gòu)ZnO基LED芯片,包括：由下至上依次排列的作為p型電極的金屬Al反射電極、p型ZnxMg1?xO襯底層、i型Al2O3薄膜層、n型ZnO薄膜層和n型電極。采用高質(zhì)量的p型ZnxMg1?xO襯底層，解決了難以制備高質(zhì)量p型ZnO的困難，可以在較大程度上提高LED的光效，LED芯片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了工藝，采用垂直結(jié)構(gòu)，使用金屬Al反射電極，對(duì)光具有極強(qiáng)的反射作用，有利于提高出光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種LED芯片結(jié)構(gòu)，特別是一種垂直結(jié)構(gòu)ZnO基LED芯片。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)照明和顯示的必然發(fā)展趨勢(shì)。目前，LED大多是基于GaN半導(dǎo)體材料的。然而，GaN材料由于制造設(shè)備相對(duì)昂貴、資源有限、薄膜外延困難等問(wèn)題限制其持續(xù)性發(fā)展。因此及時(shí)研發(fā)下一代LED半導(dǎo)體材料是十分必要和急迫的。ZnO半導(dǎo)體材料的激子束縛能高達(dá)60meV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于GaN的(25meV)，有利于實(shí)現(xiàn)室溫下的激光發(fā)射，且具有外延生長(zhǎng)溫度低、成膜性能好、原材料豐富、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，且ZnO的制備及其器件應(yīng)用研究也成為近年來(lái)的熱點(diǎn)。

但ZnO的內(nèi)部點(diǎn)缺陷非常多，對(duì)p型摻雜的補(bǔ)償效應(yīng)非常大，因而高質(zhì)量p型摻雜ZnO制備十分困難。目前一般是通過(guò)在p型GaN薄膜上外延n型ZnO薄膜，但二者之間的界面存在非常多的點(diǎn)缺陷，嚴(yán)重影響發(fā)光效率，且外延結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了促進(jìn)ZnO基LED的發(fā)展，采用一種簡(jiǎn)單而有效的方案來(lái)提高ZnO基LED的性能顯得極為重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種垂直結(jié)構(gòu)ZnO基LED芯片，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)時(shí)能簡(jiǎn)化工序，降低對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求，有效提高LED的出光效率。

本實(shí)用新型解決其問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種垂直結(jié)構(gòu)ZnO基LED芯片，包括：由下至上依次排列的作為p型電極的金屬Al反射電極、p型ZnxMg1-xO襯底層、i型Al2O3薄膜層、n型ZnO薄膜層和n型電極。采用高質(zhì)量的p型ZnxMg1-xO襯底層，解決了難以制備高質(zhì)量p型ZnO的困難，可以在較大程度上提高ZnO基LED的光效，該LED芯片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了工藝,采用垂直結(jié)構(gòu)，使用金屬Al反射電極，對(duì)光具有極強(qiáng)的反射作用，有利于提高LED的出光效率。

優(yōu)選地，所述p型ZnxMg1-xO襯底層中x取值范圍為：0<x<0.3。

進(jìn)一步，所述i型Al2O3薄膜層包含一層Ag納米層。通過(guò)Ag納米層抑制缺陷輻射，提高帶邊發(fā)射，同時(shí)利用Ag納米層的反射特性，增強(qiáng)出光效率，從而有效提高LED的出光效率。

進(jìn)一步，所述i型Al2O3薄膜層厚度為2-15nm。

進(jìn)一步，所述n型ZnO薄膜層厚度為300-1500nm。

優(yōu)選地，所述n型電極選用Al單晶或者Cu單晶材料。直接使用Al單晶或者Cu單晶作為支撐襯底，同時(shí)起到n電極的作用，而且金屬散熱性能非常好，有利于實(shí)現(xiàn)超大功率LED芯片。