[實用新型]一種復合膜層、光源器件及電子設備

有效

• 申請號: 202023015083.1
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN214203725U
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李鋒;田旺遠;吉愛華
• 申請（專利權）人: 深圳市光脈電子有限公司
• 主分類號: H01L33/26
• 分類號: H01L33/26
• 代理公司: 深圳市世聯合知識產權代理有限公司 44385
• 代理人: 汪琳琳

本實用新型屬于發光器件技術領域，涉及一種復合膜層、光源器件及電子設備，該復合膜層包括襯底以及依次層疊設置的電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳遞層和透明層，電子傳輸層設置于襯底的頂面；其中，襯底為第一電極層，透明層為第二電極層；鈣鈦礦層為二維層狀結構。該復合膜層、光源器件及電子設備提供的技術方案一方面能夠進行發光形成發光件，能夠發出色純度較高的光，且發光效率高；另一方面能夠用于將光能轉化為電能進行儲能，具有轉化效率高的特點。

技術領域

本實用新型涉及發光器件技術領域，尤其涉及一種復合膜層、光源器件及電子設備。

背景技術

眾所周知，目前藍寶石襯底LED市場占有率高。通常，GaN基材料和器件的外延層主要生長在藍寶石襯底上。藍寶石襯底有許多的優點：首先，藍寶石襯底的生產技術成熟、器件質量較好；其次，藍寶石的穩定性很好，能夠運用在高溫生長過程中；最后，藍寶石的機械強度高，易于處理和清洗。因此，大多數工藝一般都以藍寶石作為襯底。

但使用藍寶石作為襯底也存在一些問題，例如晶格失配和熱應力失配，這會在外延層中產生大量缺陷，同時給后續的器件加工工藝造成困難。藍寶石是一種絕緣體，常溫下的電阻率大于1011Ω·cm，在這種情況下無法制作垂直結構的器件；通常只在外延層上表面制作n型和p型電極。在上表面制作兩個電極，造成了有效發光面積減少，同時增加了器件制造中的光刻和刻蝕工藝過程，結果使材料利用率降低、成本增加。由于P型GaN摻雜困難，當前普遍采用在p型GaN上制備金屬透明電極的方法，使電流擴散，以達到均勻發光的目的。但是金屬透明電極一般要吸收約30％～40％的光，同時GaN基材料的化學性能穩定、機械強度較高，不容易對其進行刻蝕，因此在刻蝕過程中需要較好的設備，這將會增加生產成本。此外，藍寶石的硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次于金剛石，但是在LED器件的制作過程中卻需要對它進行減薄和切割(從400μm減到 100μm左右)，導致成本增加和制造較為復雜。

藍寶石的導熱性能不是很好(在100℃約為25W/(m·K))。因此在使用LED 器件時，會傳導出大量的熱量；特別是對面積較大的大功率器件，導熱性能是一個非常重要的考慮因素。為了克服以上困難，很多人試圖將GaN光電器件直接生長在硅襯底上，從而改善導熱和導電性能。碳化硅襯底的LED芯片電極是L型電極，電流是縱向流動的。采用這種襯底制作的器件的導電和導熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。

碳化硅襯底的導熱性能(碳化硅的導熱系數為490W/(m·K))要比藍寶石襯底高出10倍以上。藍寶石本身是熱的不良導體，并且在制作器件時底部需要使用銀膠固晶，這種銀膠的傳熱性能也很差。使用碳化硅襯底的芯片電極為L型，兩個電極分布在器件的表面和底部，所產生的熱量可以通過電極直接導出；同時這種襯底不需要電流擴散層，因此光不會被電流擴散層的材料吸收，這樣又提高了出光效率。但是相對于藍寶石襯底而言，碳化硅制造成本較高，實現其商業化還需要降低相應的成本。

目前有部分LED芯片采用硅襯底。硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是L接觸(Laterial-contact,水平接觸)和V接觸(Vertical-contact，垂直接觸)，以下簡稱為L型電極和V型電極。通過這兩種接觸方式，LED芯片內部的電流可以是橫向流動的，也可以是縱向流動的。由于電流可以縱向流動，因此增大了LED的發光面積，從而提高了LED的出光效率。因為硅是熱的良導體，所以器件的導熱性能可以明顯改善，從而延長了器件的壽命。

盡管硅襯底、碳化硅襯底材料比藍寶石襯底LED光效提高了，但仍然滿足不了高端場所的高量子效率要求。

實用新型內容

本實用新型實施例的目的在于提供一種復合膜層、光源器件及電子設備，用以解決現有復合膜層的出光效率較低的技術問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型實施例提供一種復合膜層，采用了如下所述的技術方案：