[发明专利]一种具有高反射率反射镜的垂直结构发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件，尤其是涉及一种具有高反射率反射镜的垂直结构发光二极管。

背景技术

近年来，由于GaN基蓝光发光二极管（LED）效率的大幅提升以及在合成白光（蓝光LED+黄色荧光粉）中的应用，使LED光源成为新一代的绿色照明光源。也使得LED的应用从早期的显像显示等领域，逐渐拓展到通用照明领域。为了获得更高的光提取效率（节能环保的需要），通常需要将LED薄膜的原生衬底剥离，并将LED薄膜转移到新的支撑基板上制成垂直结构LED芯片，并配以高反射率的反射镜以及粗化表面。目前高效的InGaN基蓝绿光以及AlGaInP基的红光，均采用这种结构。

由于Ag对可见光的反射率最高，目前垂直结构的LED芯片常用的反射镜为Ag或者Ag基合金, 垂直结构的LED结构如图1所示。从发光层105发出的光需要经过多次在Ag基反射镜103反射才能从N型层106的粗化表面出射，而Ag基反射镜103对可见光的反射率只有90-93%，这样Ag基反射镜103会对发光层105发出的光有较明显的吸收，导致光提取效率下降。举例来讲，假设LED发光层105发出的光平均要经过3次在Ag基反射镜103反射才能从LED薄膜中出射，取Ag基反射镜103的反射率为93%，则光损失比例为1-0.93×0.93×0.93=19.6%。因此，Ag基反射镜103很难把光提取效率做得很高。为了获得更高的光提取效率，必须要进一步提升反射镜的反射率。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种具有高反射率反射镜的垂直结构发光二极管，该垂直结构发光二极管采用具有比普通Ag基反射镜更高的反射率的复合反射镜，减小了光在反射镜界面的吸收，提高了复合反射镜的有效反射率，从而提升LED结构的光提取效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种具有高反射率反射镜的垂直结构发光二极管，从下至上依次包括导电衬底、导电焊接层、P型层、发光层、具有粗化表面的N型层、N电极，特征是：在导电焊接层和P型层之间设有由Ag基反射镜和低折射率介质反射镜组成的复合反射镜，若干个低折射率介质反射镜均匀布置在Ag基反射镜的上表面，且低折射率介质反射镜所占的表面积占复合反射镜的表面积的20-80%。

优选地，低折射率介质反射镜所占的表面积占复合反射镜的表面积的40-60%。

构成低折射率介质反射镜的介质为SiO₂、真空或者空气中的一种。

P型层、发光层、具有粗化表面的N型层为AlGaInN基或者AlGaInP基材料体系中的一种。

本发明是在常规垂直结构发光二极管的基础上采用一种全新结构的反射镜：由Ag基反射镜和低折射率介质反射镜组成的复合反射镜，高反射率反射镜的复合反射镜是由Ag基反射镜和低折射率介质（SiO₂、真空或者空气）按一定比例的空间排列而成。图2给出了具有复合反射镜的垂直结构LED芯片示意图。复合反射镜相比Ag反射镜具有更高的反射率，因此可获得更高的光提取效率。