專利名稱：一種交流發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，屬于二極管領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
不論是家庭、工商業(yè)或公共用電，大多以交流電(Alternating Current, AC)的方 式提供，主要是為了避免遠(yuǎn)距離的電力傳送會(huì)有多余損耗，才采用交流電的方式輸送到使 用端，故電器必須設(shè)計(jì)成交流電驅(qū)動(dòng)使用，否則會(huì)因電壓不符而產(chǎn)生短路問(wèn)題。傳統(tǒng)LED皆須以直流電(Direct Current, DC)作為驅(qū)動(dòng)，因此在使用一般交流電 作為電源供應(yīng)的同時(shí)，必須附帶整流變壓器將AC/DC轉(zhuǎn)換，才能確保LED的正常運(yùn)作。而應(yīng) 用上一直強(qiáng)調(diào)LED省電的特性，但在AC/DC轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，其實(shí)有高達(dá)15 30%的電力耗 損，使用上優(yōu)勢(shì)并不明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將AC電流經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，形成DC電流輸出，并 且可提升整片LED的發(fā)光效率的交流發(fā)光二極管。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種交流發(fā)光二極管，包括第一微晶 粒、第二微晶粒、第三微晶粒、第四微晶粒，所述微晶粒包括襯底層、反射層、透明導(dǎo)電層、第 一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和鈍化層，所述鈍化層設(shè)在微晶粒表面和側(cè)面，所述襯 底層正面設(shè)有第一半導(dǎo)體層，所述襯底層底面設(shè)有反射層，所述透明導(dǎo)電層與第二半導(dǎo)體 層連接，所述第一微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)與第二微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)電連接于節(jié)點(diǎn)A，第 二微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)與第四微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)電連接于節(jié)點(diǎn)B，第四微晶粒的第 二半導(dǎo)體區(qū)與第三微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)電連接于節(jié)點(diǎn)C，第三微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)與 第一微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)電連接于節(jié)點(diǎn)D，所述節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)D為交流電輸入端，所述節(jié) 點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C電連接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明突破了微晶粒制備技術(shù)，在單顆1平方毫米左右的 面積內(nèi)陣列出若干個(gè)微晶粒，晶粒間采用串并聯(lián)以提升工作電壓和電流，同時(shí)與現(xiàn)有市電 電壓匹配，省略變壓器使用，最終提升整片LED的發(fā)光效率。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述鈍化層采用絕緣材料。進(jìn)一步，所述反射層采用鋁或銀，或多層交替的高折射率Ti3O5和低折射率S^2材 料組成的周期結(jié)構(gòu)層加鋁或銀。進(jìn)一步，所述節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C通過(guò)由金屬電極或若干個(gè)相互串聯(lián)的微晶粒組成的 微晶粒組電連接；所述微晶粒組中，相鄰兩個(gè)微晶粒之間通過(guò)其中一個(gè)微晶粒的第一半導(dǎo) 體區(qū)與另一個(gè)微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)電連接；所述節(jié)點(diǎn)C與所述微晶粒組中與其相連的微 晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)電連接，所述節(jié)點(diǎn)A與所述微晶粒組中與其相連的微晶粒的第二半導(dǎo) 體區(qū)電連接。
采用進(jìn)一步的有益效果是，串聯(lián)微晶?？商嵘ぷ麟妷?。進(jìn)一步，所述第一半導(dǎo)體區(qū)為P區(qū)，所述第二半導(dǎo)體區(qū)為N區(qū)。進(jìn)一步，所述第一半導(dǎo)體區(qū)為N區(qū)，所述第二半導(dǎo)體區(qū)為P區(qū)。


圖1為本發(fā)明所述實(shí)施例1的電路圖；圖2為本發(fā)明所述實(shí)施例1的原理圖；圖3為本發(fā)明所述實(shí)施例2的原理圖；圖4為本發(fā)明所述的發(fā)光二極管的微晶粒結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1和2所示，為本發(fā)明所述的交流發(fā)光二極管實(shí)施例的電路圖和原理圖，本發(fā) 明所述交流發(fā)光二極管包括第一微晶粒1、第二微晶粒2、第三微晶粒3、第四微晶粒4，所述 微晶粒包括襯底層8、反射層7、透明導(dǎo)電層11、第一半導(dǎo)體層9、有源層14、第二半導(dǎo)體層 10和鈍化層13，所述鈍化層13設(shè)在微晶粒表面和側(cè)面，所述襯底層8正面設(shè)有第一半導(dǎo)體 層9，所述襯底層8底面設(shè)有反射層7，所述透明導(dǎo)電層11與第二半導(dǎo)體層10連接，圖中包 括第一微晶粒1、第二微晶粒2、第三微晶粒3和第四微晶粒4，所述第一微晶粒1的第一半 導(dǎo)體區(qū)Ib與第二微晶粒2的第一半導(dǎo)體區(qū)2b通過(guò)金屬電極12連接于節(jié)點(diǎn)A，第二微晶粒 2的第二半導(dǎo)體區(qū)加與第四微晶粒4的第一半導(dǎo)體區(qū)4b通過(guò)金屬電極12連接于節(jié)點(diǎn)B， 第四微晶粒4的第二半導(dǎo)體區(qū)如與第三微晶粒3的第二半導(dǎo)體區(qū)3a通過(guò)金屬電極12連 接于節(jié)點(diǎn)C，第三微晶粒3的第一半導(dǎo)體區(qū)北與第一微晶粒1的第二半導(dǎo)體區(qū)Ia通過(guò)金屬 電極12連接于節(jié)點(diǎn)D，所述節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)D為交流電輸入端，所述節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C電連接， 所述節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C通過(guò)由至少1個(gè)相互串聯(lián)的微晶粒組成的微晶粒組電連接；所述微晶 粒組中，相鄰兩個(gè)微晶粒之間通過(guò)其中一個(gè)微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)9與另一個(gè)微晶粒的第 二半導(dǎo)體區(qū)10電連接；所述節(jié)點(diǎn)C與所述微晶粒組中與其相連的微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)9 電連接，所述節(jié)點(diǎn)A與所述微晶粒組中與其相連的微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)10電連接。所述鈍化層13采用絕緣材料，所述反射層采用鋁或銀，或多層交替的高折射率 Ti3O5和低折射率SiA材料組成的周期結(jié)構(gòu)層加鋁或銀，所述第一半導(dǎo)體區(qū)9為P區(qū)，所述 第二半導(dǎo)體區(qū)10為N區(qū)。如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例2所述第一微晶粒1的第一半導(dǎo)體區(qū)Ib與第二微晶 粒2的第一半導(dǎo)體區(qū)2b通過(guò)金屬電極12連接于節(jié)點(diǎn)A，第二微晶粒2的第二半導(dǎo)體區(qū)加 與第四微晶粒4的第一半導(dǎo)體區(qū)4b通過(guò)金屬電極12連接于節(jié)點(diǎn)B，第四微晶粒4的第二半 導(dǎo)體區(qū)如與第三微晶粒3的第二半導(dǎo)體區(qū)3a通過(guò)金屬電極12連接于節(jié)點(diǎn)C，第三微晶粒 3的第一半導(dǎo)體區(qū)北與第一微晶粒1的第二半導(dǎo)體區(qū)Ia通過(guò)金屬電極12連接于節(jié)點(diǎn)D， 所述節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)D為交流電輸入端，所述節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C通過(guò)由金屬電極12電連接。如圖4所示，為本發(fā)明所述的交流發(fā)光二極管的微晶粒結(jié)構(gòu)圖，所述外延層包括 第二半導(dǎo)體區(qū)9、有源層14、第一半導(dǎo)體區(qū)10，所述第二半導(dǎo)體區(qū)9和第一半導(dǎo)體區(qū)10分別設(shè)于有源層14兩側(cè)且位置可互換，所述鈍化層13采用絕緣材料，所述反射層7采用鋁或 銀，或多層交替的高折射率Ti3A和低折射率S^2材料組成的周期結(jié)構(gòu)層加鋁或銀，微晶粒 的制備步驟如下首先在襯底8 (材料Al2O3或其他絕緣材料)正面上生長(zhǎng)(或鍵合)外延層，實(shí)現(xiàn) 芯片發(fā)光的基礎(chǔ)層外延層；透明導(dǎo)電層11是通過(guò)鍍膜設(shè)備蒸鍍到第二半導(dǎo)體區(qū)9或第一半導(dǎo)體區(qū)10上，然 后通過(guò)合適的退火溫度，形成良好的接觸電阻；分離微晶粒是采用干法刻蝕設(shè)備，刻蝕外延層至襯底層8，實(shí)現(xiàn)微晶粒間電絕緣；制作MESA采用干法刻蝕設(shè)備，露出第二半導(dǎo)體區(qū)9或第一半導(dǎo)體區(qū)10 ；鈍化層13是通過(guò)蒸鍍?cè)O(shè)備將絕緣材料SW2 (或Si3N4、Al203)鍍到微晶粒表面和側(cè) 面，實(shí)現(xiàn)電絕緣和增透作用；通過(guò)濕法腐蝕(或干法刻蝕)的方法實(shí)現(xiàn)第一半導(dǎo)體區(qū)10和第二半導(dǎo)體區(qū)9外 露，目的是為其表面生長(zhǎng)金屬電極12 ；金屬電極12 (表層材料Au或Al)通過(guò)蒸鍍?cè)O(shè)備實(shí)現(xiàn)微晶粒間互聯(lián)，然后通過(guò)退火 設(shè)備處理，提高金屬電極的附著力；反射層7是通過(guò)蒸鍍?cè)O(shè)備在襯底8底部面鍍一層鋁或銀，或多層交替的高折射率 Ti3O5和低折射率SiA材料組成的周期結(jié)構(gòu)層加鋁或銀，以提高芯片底部反光的作用從而 提高芯片出光效率。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種交流發(fā)光二極管，包括第一微晶粒、第二微晶粒、第三微晶粒、第四微晶粒，所述 微晶粒包括襯底層、反射層、透明導(dǎo)電層、第一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和鈍化層， 所述鈍化層設(shè)在微晶粒表面和側(cè)面，所述襯底層正面設(shè)有第一半導(dǎo)體層，所述襯底層底面 設(shè)有反射層，所述透明導(dǎo)電層與第二半導(dǎo)體層連接，其特征在于，所述第一微晶粒的第一半 導(dǎo)體區(qū)與第二微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)電連接于節(jié)點(diǎn)A，第二微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)與第四 微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)電連接于節(jié)點(diǎn)B，第四微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)與第三微晶粒的第二 半導(dǎo)體區(qū)電連接于節(jié)點(diǎn)C，第三微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)與第一微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)電連 接于節(jié)點(diǎn)D，所述節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)D為交流電輸入端，所述節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述鈍化層采用絕緣材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述反射層采用招或銀，或多層交 替的Ti3O5和SiA材料組成的周期結(jié)構(gòu)層加鋁或銀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C通過(guò)由金屬電 極或若干個(gè)相互串聯(lián)的微晶粒組成的微晶粒組電連接；所述微晶粒組中，相鄰兩個(gè)微晶粒 之間通過(guò)其中一個(gè)微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)與另一個(gè)微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)電連接；所述節(jié) 點(diǎn)C與所述微晶粒組中與其相連的微晶粒的第一半導(dǎo)體區(qū)電連接，所述節(jié)點(diǎn)A與所述微晶 粒組中與其相連的微晶粒的第二半導(dǎo)體區(qū)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體區(qū)為P 區(qū)，所述第二半導(dǎo)體區(qū)為N區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一半導(dǎo)體區(qū)為N 區(qū)，所述第二半導(dǎo)體區(qū)為P區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將AC電流經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，形成DC電流輸出，并且可提升整片LED的發(fā)光效率的交流發(fā)光二極管，本發(fā)明所述一種交流發(fā)光二極管，包括第一微晶粒、第二微晶粒、第三微晶粒、第四微晶粒，所述微晶粒包括襯底層、反射層、透明導(dǎo)電層、第一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和鈍化層，所述鈍化層設(shè)在微晶粒表面和側(cè)面，所述襯底層正面設(shè)有第一半導(dǎo)體層，所述襯底層底面設(shè)有反射層，所述透明導(dǎo)電層與第二半導(dǎo)體層連接。
文檔編號(hào)H01L33/44GK102110705SQ20101058700
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者何建波, 易賢, 楊新民, 董志江, 靳彩霞 申請(qǐng)人:武漢迪源光電科技有限公司