[实用新型]发光二极管芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管芯片，更具体地是一种具有镜面系统的发光二极管芯片结构。 

背景技术

近几年，发光二极管（light emitting diode, 简称LED）得到了广泛的应用，在各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域起着越来越重要的作用。以(Al_xGa1_1-x)_0.5InP材料作为发光层的LED具有较高的内量子效率。对于传统设计的LED来说，有很多因素限制它的外量子效率：内部的全反射、金属电极的阻挡、GaAs等半导体材料对光的吸收。这些LED生长在吸光衬底上，而最终有很大一部分光被衬底吸收。所以对于这种传统的LED结构而言，即使内部的光电转化效率很高，它的外量子效率也不会很高。当前有很多种方法来提高LED出光的提取效率，如加厚窗口层、表面粗化、透明衬底、倒金字塔结构等。 

发明内容

本实用新型提供了一种发光二极管芯片，其可以有效提高器件的取光效率。 

根据实用新型的第一个方面，一种发光二极管芯片，包括：基板；镜面系统，位于所述基板之上，由金属反射层和透光层构成；发光外延层，位于所述镜面系统之上，其至少包含n型半导体层、发光层和p型半导体层；带状或块状空气间隙，形成于所述透光层。 

在一些实施例中，所述空气间隙呈带状围绕于所述芯片的周围，从而增加发光外延层边缘区域的光线到达金属反射层的入射角，提高取光效果。为取得较佳的取光效果，所述空气间隙的宽度可为5~15μm。 

在一些实施例中，所述空气间隙位于所述芯片分布在内部区域，其面积与所述透光层面积的比例为0.15~0.5，较佳取值为0.2~0.45。 

在一些实施例中，所述空气间隙同时分布在芯片的边缘区域和内部。 

在一些实施例中，所述透光层为介质层，其具有一系列导电孔。 

在一些实施例中，所述透光层为介质层为透明导电层。 

在一些实施例中，所述发光二极管芯片还包括至少一电极结构，位于所述芯片的上表面之上，其在垂直方向上的投影不与所述空气间隙重叠或相交。 

在一些实施例中，所述空气间隙具有倾斜的侧壁。 

前述发光二极管芯片可通过下面方式获得，其具体包括步骤：在一基板上形成发光外延层，其至少包含n型半导体层、发光层和p型半导体层；在所述发光外延层之上依次形成透光层和金属反射层，其中所述透光层具有一系列导电孔，构成所述镜面系统；在所述透光层中形成带状或块状空气间隙，提高发光效果。 

在一些实施例中，发光二极管芯片的制作方法，其包括下面步骤：1）提供一生长衬底，在其上形成发光外延层，其至少包含n型半导体层、发光层和p型半导体层；2）在所述发光外延层之上依次形成透光层和金属反射层，其中所述透光层具有一系列导电孔，构成所述镜面系统；3）提供一支撑基板，将所述发光外延层反转安装在所述基板上，并移除所述生长衬底；4）采用湿蚀刻方式，侧蚀所述透光层，在所述发光外延层的下边沿与所述金属反射层之间形成所述空气间隙，从而增加发光外延层边缘区域的光线到达金属反射层的入射角，提高取光效果。 

在一些实施例中，发光二极管芯片的制作方法，其包括下面步骤：1）提供一生长衬底，在其上形成发光外延层，其至少包含n型半导体层、发光层和p型半导体层；2）在所述发光外延层之上依次形成透光层和金属反射层，其中所述透光层具有一系列导电孔，构成所述镜面系统；3）采用化学蚀刻方式，在所述透光层形成所述空气间隙，其位于所述芯片的内部；4）提供一支撑基板，将所述发光外延层反转安装在所述基板上，并移除所述生长衬底。其中在所述步骤3）中，可以利用蚀刻时间控制空气间隙的面积。 

前述发光二极管芯片可应用于各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域。 

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。 

图1为一种现有AlInGaP四元系发光二极管的结构示意图。 

图2为实施例1之一种发光二极管芯片的结构剖视图。 

图3~5为实施例1之一种发光二极管芯片的俯视图。 

图6示意了实施例1之一种发光二极管芯片的光路径。