[实用新型]一种新型LED外延片、芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED技术领域，特别属于LED外延片、芯片改进技术领域。

背景技术

1993年，当时在日本Nichia Corporation（日亚化工）工作的中村修二（Shuji Nakamura）发明了基于宽禁带半导体材料氮化镓（GaN）和铟氮化稼（InGaN）的具有商业应用价值的蓝光LED，这类LED在1990 年代后期得到广泛应用。与白炽灯泡和氖灯相比，LED的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，LED开始在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。随着行业的继续发展，技术的飞跃突破，应用的大力推广，及LED自身在节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等方面的优势，近几年已经广泛用于取代日常传统照明光源。但由于LED起始成本高、出光效率一直达不到理想值，在取代传统照明还存在一定的困难，降低成本、提高出光是我们近阶段亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的LED外延片及用其制备的LED芯片，不但能降低成本，并且能同时提高LED出光。

本实用新型公开了一种新型LED外延片，本实用新型的发明人通过实验发现，在以ALN作为缓冲层的LED外延片制备过程中在衬底与ALN层中设置含光学反射层。所述的光学放射层优选DBR层（分布式布拉格反射镜，distributed Bragg reflection）、ODR层（全角反射镜，Omni-Directional Reflector）及含有金属镀膜层的DBR或ODR，更优选DBR层。所述在衬底与ALN层中设置光学反射层包括：在衬底与ALN层之间设置光学反射层，或者在衬底上的ALN层内设置光学反射层，不但可以节约成本还可以提高LED出光，本实用新型的发明人通过无数次实验发现，光学反射层选用DBR层，在衬底上的两层ALN之间设置DBR层时出光最高。

本实用新型所述的新型LED外延片，其中所述的DBR层为SiO₂/Ti₃O₅重复交错结构。

本实用新型所述的新型LED外延片，，其中所述的SiO₂/Ti₃O₅重复交替结构为交错镀1-200层，每层SiO₂厚度、Ti₃O₅厚度分别选自1 nm -1×10⁶nm之间，具体厚度根据制备芯片要求的出光的光的波长来定，厚度约为波长的四分之一。

本实用新型所述的新型LED外延片，其中所述的ALN层厚度优选为1-500nm。

本实用新型所述的新型LED外延片，其中所述的LED外延片在靠近衬底的ALN层与DBR层之间中包含SiO₂纳米球层。本实用新型所述的新型LED外延片，可以为在SiO₂纳米球层经剥离技术剥离后的LED外延片，所述外延片依次包括残留的SiO₂纳米球层、DBR层、ALN层、发光层等等。

本实用新型所述的新型LED外延片，其中所述的衬底可以为PSS图形化处理过的，也可以为未经PSS图形化处理的。优选在外延面未经PSS图形化处理，即为平整面，现有技术中为提高出光一般是在衬底垒晶前对衬底的外延面进行图形化处理（PSS）,发光层发出的光照射到PSS图形后一部分由于PSS图形存在会反射，当然同时也有一部分光源折射入衬底损耗。所以经PSS图形化处理的衬底在外延垒晶后可以提高一定出光，但其效果非常有限。同时 PSS图形化处理后的衬底因其表面不平整，影响后期垒晶质量，整体上反而降低了LED的出光。本实用新型的衬底层优选不经PSS处理。

本实用新型所述的新型LED外延片，其中所述衬底选自蓝宝石、Si、SiC、GaN、AlN或由上述两种或两种以上组成的复合衬底。但经本实用新型的发明人无数次实现得出更为优选的是蓝宝石衬底。

本实用新型另一方面公开了一种LED芯片，由本实用新型公开的新型LED外延片制备而成。在外延片制备成芯片的过程中，现有技术中会对衬底减薄处理，并且在减薄面涂覆DBR层，此过程中容易出现破片现象。本实用新型把DBR设置于ALN层中，省去在减薄后的衬底上涂覆DBR层，不但提高了良率降低了成本并且使出光效率达到最高。