本实用新型涉及LED芯片领域,尤其涉及一种衬底背面具有非平面金属反射镜的LED芯片。
背景技术:
LED有源层产生光的机制是自发辐射。光在各个方向上随机辐射,使得只有少部分的光从LED芯片的正面出射,而大量的光从芯片的底面和侧面逸出。由于LED芯片封装的影响,通常只有正面出射的光能得到有效地利用,而底面和侧面逸出的光,需通过反光杯反射至正面。
为了避免芯片与反光杯对光的吸收,可在芯片衬底的背面制备反射镜,例如金属反射镜、分布式布拉格反射镜(DBR)和全方位反射镜(ODR)。然而,这些反射镜都是平面结构。光从高折射率的半导体材料向低折射率的封装材料传播时,受全反射效应的限制,只有少量的光能够透射。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,提供了一种衬底背面具有非平面金属反射镜的LED芯片,包括衬底、过渡层、N型GaN层、发光层、电子阻挡层、P型GaN层、接触层、非平面镜骨架层和金属反射镜层。
过渡层位于衬底上表面,N型GaN层位于过渡层上表面;发光层位于N型 GaN层上表面;电子阻挡层位于发光层上表面;P型GaN层位于电子阻挡层上表面;接触层位于P型GaN层上表面;在衬底下表面沉积一层均匀平滑的骨架层后,通过光刻工艺或湿法腐蚀制作出且由若干骨架层单元组成的非平面镜骨架层;金属反射镜层沉积在非平面镜骨架层下表面。
优选的,非平面镜骨架层,每个骨架层单元上顶面为边长2-3微米的正方形,底面边长4-6微米的正方形,高0.3-1.5微米的倒梯形台,呈正三角形周期排列。
优选的,非平面镜骨架层为SiO2沉积生长层。
可选的,金属反射镜层为Ag金属薄膜,厚度为600-1500nm。
可选的,金属反射镜层为Al/Ti/Au金属薄膜。
优选的,金属反射镜层,Al金属薄膜厚度为800-1500nm,Ti金属薄膜厚为50-200nm,Au金属薄膜厚为30-200nm。
本实用新型通过非平面金属反射镜结构,达到了提高LED出光率的目的。反射镜层若采用Al/Ti/Au金属薄膜,稳定性比单独使用Ag金属膜稳定性更高,且成本相近。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明,实施例仅是本实用新型的一个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据附图获取其他的实施例,也在本实用新型的保护范围之内。
图1为本实用新型一种衬底背面具有非平面金属反射镜的LED芯片的示意图。
图2为本实用新型的衬底背面平面示意图。
附图标记:1-衬底
2-过渡层
3-N型GaN层
4-发光层
5-电子阻挡层
6-P型GaN层
7-接触层
8-非平面镜骨架层
9-金属反射镜层
10-骨架层单元
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例。对本实用新型进行进一步的详细说明。
实施例1:
如图1所示,一种衬底背面具有非平面金属反射镜的LED芯片,包括衬底1、过渡层2、N型GaN层3、发光层4、电子阻挡层5、P型GaN层6、接触层7、非平面镜骨架层8和金属反射镜层9。
过渡层2位于衬底1上表面,N型GaN层3位于过渡层2上表面;发光层4位于N型GaN层3上表面;电子阻挡层5位于发光层4上表面;P型GaN 层6位于电子阻挡层5上表面;接触层7位于P型GaN层6上表面;在衬底 1下表面沉积一层均匀平滑的骨架层后,通过光刻工艺或湿法腐蚀制作出且由若干骨架层单元10组成的非平面镜骨架层8;金属反射镜层9沉积在非平面镜骨架层8下表面。
非平面镜骨架层8为SiO2沉积生长层,每个骨架层单元10上顶面为边长 2微米的正方形,底面边长4微米的正方形,高1.0微米的倒梯形台,呈正三角形周期排列。
金属反射镜层9为Al/Ti/Au金属薄膜,Al金属薄膜厚度为800nm,Ti金属薄膜厚为50nm,Au金属薄膜厚为30nm。