[发明专利]一种发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种具有较高散热能力的新型衬底的发光二极管。

背景技术

随着发光二极管性能的提高，它在照明、背光等领域得到越来越广泛的应用，反过来，人们对其性能又有了更高的要求。在小尺寸方面，发光二极管的发光效率和可靠性有了很大的进步，但随着其尺寸规格的变大，容易导致器件光效减低、热损耗增加，进而引起可靠性减低，因此，发光二极管的散热问题成为制约其大尺寸发展的瓶颈。

传统的侧向结构发光二极管如图1所示，包括衬底，以及在衬底上依次形成的缓冲层、过渡层、N型氮化镓层、有源层、P型氮化镓层、P型接触层、P型电极，并在N型氮化镓层的一侧形成N型电极。

为了降低发光二极管散热，现有技术公开了一种提高发光二极管散热的方法为制作垂直结构(如图2所示)，采用导电SiC材料作为衬底，垂直的电极结构能有效提高发光二极管的散热问题，但制备工艺复杂，衬底成本较高。

现有技术中另一种减少发光二极管散热的方法是利用氮化镓作衬底(如图3所示)，氮化镓衬底能减低衬底与外延层晶格常数的失配，减少缺陷密度，提高发光效率，提高材料的散热系数，但氮化镓衬底成本昂贵。

发明内容

本发明提供一种发光二极管，解决传统发光二极管散热不佳问题，不仅有较好的散热效益，且降低生产成本。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种发光二极管，包括单晶硅衬底，以及在单晶硅衬底上依次形成的过渡层、第一类型半导体层、有源层、第二类型半导体层、第二类型接触层、第二电极和设置在第一类型半导体层上的第一电极，其中，在所述单晶硅衬底和过渡层之间设置有由氮化镓、蓝宝石、碳化硅材料中的一种或者一种以上的组合形成的缓冲层。

本发明的有益效果是：由于设置了缓冲层，相对传统结构，能提高发光二极管的散热，结构简单、制作方便，降低生产成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述缓冲层的形状为平面、三角面、凸面或者凹面。

进一步，所述单晶硅衬底与所述缓冲层接触面的形状为平面、三角面、凸面或者凹面。

采用上述进一步方案的有益效果是提高了发光二极管的出光率。

进一步，所述缓冲层的形状是利用干法刻蚀或者湿法刻蚀形成的。

进一步，所述缓冲层通过蒸镀、金属有机化学气相沉积或等离子体化学气相沉积形成。

进一步，所述缓冲层由折射率不同的多层材料交替组成，多层材料由硅、二氧化硅、氮化硅、二氧化钛、氧化锌、氮化镓、蓝宝石、碳化硅材料中的两种或者两种以上的组合形成，其中紧临过渡层的缓冲层材料为氮化镓、蓝宝石、碳化硅材料中的一种。

采用上述进一步方案的有益效果是在保持紧邻过渡层的缓冲层材料为氮化镓、蓝宝石、碳化硅材料中的一种的同时，由硅、二氧化硅、氮化硅、二氧化钛、氧化锌、氮化镓、蓝宝石、碳化硅材料中的两种或者两种以上的组合形成折射率不同的多层结构，起到反射层的作用，以提高发光二极管的发光效率。

进一步，所述衬底底面设置有反射层。

采用上述进一步方案的有益效果是提高发光二极管的出光率。

所述第一类型半导体为N型半导体、第一电极为N型电极；所述第二类型半导体为P型半导体、第二电极为P型电极。

附图说明

图1为传统发光二极管结构示意图；

图2为发光二极管的垂直结构示意图；

图3为氮化镓衬底的发光二极管示意图；

图4为本发明实施例1结构示意图；

图5为本发明实施例2结构示意图；

图6a-6d为本发明缓冲层形状示意图；

图7为本发明实施例3结构示意图；

图8为本发明实施例4结构示意图；

图9为本发明实施例5结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

图4为本发明实施例1结构示意图，在单晶硅衬底上利用蒸镀或金属有机化学气相沉积系统(MOCVD)或等离子体化学气相沉积法(PECVD)沉积缓冲层，缓冲层为氮化镓、蓝宝石、碳化硅材料中的一种或者一种以上的组合，然后在缓冲层上依次沉积过渡层、n型半导体层、有源层、p型半导体层，并在n型半导体层上形成n型电极，在p型半导体层上形成p型接触层、覆盖p型接触层的保护层以及与p型接触层接触的p型电极。

实施例2：