專利名稱：具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系led芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種LED芯片，特別是涉及ー種具有反射結(jié)構(gòu)的LED芯片。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode)芯片，也稱為LED發(fā)光芯片，是LED燈的核心組件，是ー種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED芯片中位于襯底之上的發(fā)光結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，空穴占為多數(shù)載流子，另一部分是N型半導(dǎo)體，電子為多數(shù)載流子，兩種半導(dǎo)體連接起來時，形成P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個芯片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P-N結(jié)合區(qū)(如量子阱區(qū))電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED芯片發(fā)光的原理，其中，發(fā)出光的顔色依賴于光波長，且由形成P-N結(jié)的材料決定的。LED在生產(chǎn)過程中不要添加“汞”，也不需要充氣，不需要玻璃外売，抗沖擊性好，抗震性好，不易破碎，便于運(yùn)輸，非常環(huán)保，被稱為“綠色能源”。 最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。汽車信號燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。隨著半導(dǎo)體科技的進(jìn)步，現(xiàn)今的LED芯片已具備了高亮度的輸出，加上LED芯片具有省電、體積小、低電壓驅(qū)動、壽命非常長(普遍在5萬至10萬小時之間)等優(yōu)點(diǎn)，因此，LED芯片已廣泛地應(yīng)用在顯示器與照明等領(lǐng)域。但是，為追求更高亮度的LED芯片，最核心的需要解決的問題就是LED芯片的內(nèi)部量子效率?，F(xiàn)有改善LED芯片內(nèi)部量子效率的方法主要采用圖形化襯底、表面微結(jié)構(gòu)、倒裝芯片、芯片鍵合、激光剝離技術(shù)、以及設(shè)置布拉格反射(Distributed Bragg Reflector,DBR)層。為了降低LED芯片的襯底對光的吸收,可以在襯底和發(fā)光結(jié)構(gòu)之間插入布拉格反射層，將部分射向村底的光反射回去，從而增大整個LED芯片的出光效率?，F(xiàn)有的布拉格反射層對應(yīng)的是單一反射波長，該單一反射波長主要集中在LED芯片發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出光譜的半峰寬中，但是，単一反射波長限制了布拉格反射層的反射波長的頻寬，進(jìn)而降低了布拉格反射層的反射效率，從而導(dǎo)致了 LED芯片內(nèi)部量子效率受限。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供ー種具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中布拉格反射層對應(yīng)単一反射波長進(jìn)而限制布拉格反射層的反射波長的頻寬、降低布拉格反射層的反射效率、導(dǎo)致LED芯片內(nèi)部量子效率受限的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供ー種具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，所述LED芯片至少包括半導(dǎo)體襯底；布拉格反射結(jié)構(gòu)，位于所述半導(dǎo)體襯底上表面，包括至少兩個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層，各該布拉格反射層包括至少兩個雙層薄膜，且同一布拉格反射層中的雙層薄膜呈周期性排列，各該雙層薄膜包括第一間接能隙材料層和第二間接能隙材料層，其中，所述第二間接能隙材料層的折射率大于第一間接能隙材料層的折射率；發(fā)光外延結(jié)構(gòu),位于所述布拉格反射結(jié)構(gòu)上表面，由上至下依次包括第一導(dǎo)電類型外延層、有源層、及第ニ導(dǎo)電類型外延層；窗ロ層,形成于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)上表面；透明導(dǎo)電層，形成于所述窗ロ層上表面；第一電極，形成于所述透明導(dǎo)電層上表面；第二電極，形成于所述半導(dǎo)體襯底的背面。
可選地，所述雙層薄膜為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜，X的范圍是O. 45、. 7，其中，第一間接能隙材料層AlAs形成于第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As之上?？蛇x地，所述雙層薄膜為AlxGa(1_x)As/AlAs雙層薄膜，X的范圍是O. 45、. 7，其中，第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As形成于第一間接能隙材料層AlAs之上。可選地，所述反射波長的范圍是55(T750nm，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是O. 45 O. 6?？蛇x地，所述反射波長范圍是55(T600nm時，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是O. 55、. 6 ;所述反射波長范圍是60(T700nm時，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是O. 5^0. 55 ;所述反射波長范圍是70(T750nm吋，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是O. 45、. 5?？蛇x地，所述布拉格反射結(jié)構(gòu)中由上至下的多個布拉格反射層所對應(yīng)的反射波長的大小為遞增的。可選地，所述半導(dǎo)體襯底為GaAs。可選地，所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)為III-V族化合物半導(dǎo)體材料(AlyGa1I)a5Ina5P,其中，O く y彡I?？蛇x地，所述有源層為多量子阱結(jié)構(gòu)，至少包括(AlylGa1H)a5Ina5P /(Aly2Ga1^y2)ο.5Ino.Sp 雙層薄膜，其中，(AlylGa1^yl)0 5In0 5P 層形成于(Aly2Ga1^2)Q.5InQ.5P 層上，
O^ y2<y! く I?？蛇x地，O. 55彡yi彡O. 7，且O彡y2彡O. 4。如上所述，本發(fā)明的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，具有以下有益效果與現(xiàn)有的對應(yīng)單一反射波長的布拉格反射層相比較而言，本發(fā)明的布拉格反射結(jié)構(gòu)包括至少兩個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層，可對部分射向村底的光中至少兩個波段的光同時進(jìn)行反射，從而擴(kuò)大了 LED芯片中布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射波長的頻寬，使布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射效率有所提聞，進(jìn)而提升LED芯片的內(nèi)部量子效率。


圖I顯示為本發(fā)明具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示為本發(fā)明具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片的布拉格反射結(jié)構(gòu)中單個布拉格反射層的示意圖。元件標(biāo)號說明
1半導(dǎo)體襯底
2布拉格反射結(jié)構(gòu)
21、22、23、24布拉格反射層
2201、2202、2220 AlAs/AlxGa(1.x)As 雙層薄膜
3發(fā)光外延結(jié)構(gòu)
31第一導(dǎo)電類型外延層
32有源層
J->第二導(dǎo)電類型外延層
4窗ロ層
5透明導(dǎo)電層
61第一電極
62第二電極
具體實(shí)施例方式以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。請參閱圖I至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所掲示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所掲示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。為了降低LED芯片的襯底對光的吸收，可以在襯底和發(fā)光結(jié)構(gòu)之間插入布拉格反射層，將部分射向村底的光反射回去，從而增大整個LED芯片的出光效率?，F(xiàn)有的布拉格反射層對應(yīng)的是單一反射波長，該單一反射波長主要集中在LED芯片發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出光譜的半峰寬中，但是，単一反射波長限制了布拉格反射層的反射波長的頻寬，進(jìn)而降低了布拉格反射層的反射效率，從而導(dǎo)致了 LED芯片內(nèi)部量子效率受限。有鑒于此，本發(fā)明提供ー種具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，與現(xiàn)有的對應(yīng)單一反射波長的布拉格反射層相比較而言，本發(fā)明的布拉格反射結(jié)構(gòu)包括至少兩個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層，可對部分射向村底的光中至少兩個波段的光同時進(jìn)行反射，從而擴(kuò)大了 LED芯片中布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射波長的頻寬，使布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射 效率有所提高，進(jìn)而提升LED芯片的內(nèi)部量子效率。以下將詳細(xì)闡述本發(fā)明的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片的實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要創(chuàng)造性勞動即可理解本發(fā)明的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片。如圖I和圖2所不,本發(fā)明提供一種具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四兀系LED芯片,所述LED芯片至少包括半導(dǎo)體襯底I、布拉格反射結(jié)構(gòu)2、發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3、窗ロ層4、透明導(dǎo)電層5、第一電極61、以及第ニ電極62。所述半導(dǎo)體襯底I為GaAs，具體地，在本實(shí)施例中，GaAs為輕摻雜N型(N-型)GaAs，其摻雜濃度小于lel8cm_2。所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3位于所述布拉格反射結(jié)構(gòu)2上表面，由上至下依次包括第一導(dǎo)電類型外延層31、有源層32、及第ニ導(dǎo)電類型外延層33。其中，所述有源層32為多量子阱結(jié)構(gòu)；所述第一導(dǎo)電類型外延層31、有源層32、及第ニ導(dǎo)電類型外延層33為III-V族化合物半導(dǎo)體材料，至少包括(AlyGa1I)a5Ina5PJ ^ y ^ 1，在本實(shí)施例中，具體地，所述半導(dǎo)體襯底I為輕摻雜N型(N-型)GaAs,則第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為 N型，換言之，第一導(dǎo)電類型外延層31為P型Ala5Ina5P,第二導(dǎo)電類型外延層33為N型Ala5Ina5P，所述有源層 32 (多量子阱結(jié)構(gòu))為(AlylGa1I1)a5Ina5P/ (Aly2Ga1I2)a5Ina5P 雙層薄膜，其中，(AlylGa1I1)a5Ina5P 層形成于(Aly2Ga1I2)α5Ιηα5Ρ 層上,O 彡彡 I，優(yōu)選地，O. 55 ^ Y1 ^ O. 7,0 ^ y2 ^ O. 4。需要說明的是，(AlyGa1I)a5Ina5P中限制In的含量與AlGa的含量相等，目的是使發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3與布拉格反射結(jié)構(gòu)2晶格匹配，請?jiān)斠姴祭穹瓷浣Y(jié)構(gòu)2中的相關(guān)描述。如圖I所示，所述布拉格反射結(jié)構(gòu)2位于所述半導(dǎo)體襯底I上表面，包括至少兩個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層，優(yōu)選的，所述布拉格反射層的個數(shù)的范圍為2 4，所述布拉格反射結(jié)構(gòu)中由上至下的多個布拉格反射層所對應(yīng)的反射波長的大小為遞增的；各該布拉格反射層包括至少兩個雙層薄膜，優(yōu)選的，各該布拉格反射層中雙層薄膜的個數(shù)的范圍為2 30 ;同一布拉格反射層的雙層薄膜呈周期性排列,且同一布拉格反射層中各該雙層薄膜的厚度相等，換言之，一雙層薄膜經(jīng)過周期性疊加(排列)后形成一布拉格反射層，但是，各該布拉格反射層中雙層薄膜的個數(shù)可以相等也可以不相等；各該雙層薄膜包括第一間接能隙材料層和第二間接能隙材料層，其中，所述第二間接能隙材料層的折射率大于第一間接能隙材料層的折射率，所述第一間接能隙材料層和第二間接能隙材料層的厚度相等且為其對應(yīng)的反射光波長的四分之一。需要指出的是，所述雙層薄膜的周期不僅包含整數(shù)周期的情況，還可為半個周期的情況，例如，一布拉格反射層的雙層薄膜的周期數(shù)為20. 5,即一布拉格反射層包括20. 5個雙層薄膜，其中，所述布拉格反射層最上層和最下層的為相同的間接能隙材料。需要說明的是，本實(shí)施例中，所述第一間接能隙材料層為AlAs，第二間接能隙材料層為AlxGa(1_x)As，因此，所述雙層薄膜為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜或AlxGa(1_x)As /AlAs雙層薄膜，其中，所述雙層薄膜為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜時，第一間接能隙材料層AlAs形成于第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As之上，x的范圍是O. 45、. 7 ;所述雙層薄膜為AlxGa(1_x)As /AlAs雙層薄膜時,第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As形成于第一間接能隙材料層AlAs之上，X的范圍是O. 45、. 7 ;所述第一間接能隙材料層AlAs和第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的厚度相等且為其對應(yīng)的反射光波長的四分之一。由于同一布拉格反射層的雙層薄膜呈周期性排列，換言之,在同一布拉格反射層中，所述雙層薄膜的類別是一致的，且所述的第一間接能隙材料層與第二間接能隙材料層的排列順序保持一致，具體地，同一布拉格反射層中，所述雙層薄膜均為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜、或者均為AlxGa(1_x)As /AlAs雙層薄膜。進(jìn)ー步，在布拉格反射結(jié)構(gòu)2中，各該布拉格反射層中的各該雙層薄膜的類別是一致的，且所述的第一間接能隙材料層與第二間接能隙材料層的排列順序保持一致，換言之，布拉格反射結(jié)構(gòu)2中的各該雙層薄膜均為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜、或者均為AlxGa(1_x)As /AlAs 雙層薄膜。需要進(jìn)ー步說明的是，當(dāng)所述反射波長的范圍是55(T750nm吋，所述布拉格反射結(jié)構(gòu)2中第二間接能隙材料層為AlxGa(1_x)As，且X取值范圍是O. 45、. 6 ;具體地，所述反射波長范圍是55(T600nm時，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是O. 55、. 6 ；所述反射波長范圍是60(T700nm時,所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的x取值范圍是
O. 5 O. 55 ;所述反射波長范圍是70(T750nm時，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是O. 45 O. 5。需要特別指出的是，所述的布拉格反射結(jié)構(gòu)2形成于襯底I上時，為了避免應(yīng)カ的產(chǎn)生，需要考慮到二者晶格匹配的問題；同時，所述的發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3位于所述布拉格反射結(jié)構(gòu)2上表面，也同理需要考慮到晶格匹配的問題，進(jìn)一歩，對于發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3自身而言，所述的有源層32 (多量子阱結(jié)構(gòu))形成于第一導(dǎo)電類型外延層31及第ニ導(dǎo)電類型外延層33之間時，仍然需要考慮到三者晶格匹配的問題。具體地，在本實(shí)施例中，布拉格反射結(jié)構(gòu)2與襯底I的晶格匹配如下襯底I為GaAs ;布拉格反射結(jié)構(gòu)2中，第一間接能隙材料層為AlAs、第二間接能隙材料層為AlxGa(1_x)As,由于AlAs和AlxGa(1_x)As分別與GaAs的晶格常數(shù)相匹配，因此第一間接能隙材料層AlAs、第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As形成的布拉格反射結(jié)構(gòu)2位于襯底I (GaAs)上時晶格匹配；在本實(shí)施例中，發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3與布拉格反射結(jié)構(gòu)2的晶格匹配如下布拉格反射結(jié)構(gòu)2中，第一間接能隙材料層為AlAs、第二間接能隙材料層為AlxGa(1_x)As，發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3為III-V族化合物半導(dǎo)體材料，至少包括四元系A(chǔ)lGaInP,為了達(dá)到發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3與布拉格反射結(jié)構(gòu)2晶格匹配的目的，則需要發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3中In的含量與AlGa的含量相等，即發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3的材料為(AlyGa1I)a5Ina5P,其中，O ^ I ；在本實(shí)施例中，發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3中第一導(dǎo)電類型外延層31、有源層32(多量子阱結(jié)構(gòu))、第二導(dǎo)電類型外延層33的晶格匹配如下所述第一導(dǎo)電類型外延層31、有源層32、及第二導(dǎo)電類型外延層33均為III-V族化合物半導(dǎo)體材料，至少包括(AlyGah)a5Ina5P，其中，O彡y彡1，第一導(dǎo)電類型外延層31為P型Ala5Ina5P,第二導(dǎo)電類型外延層33為N型Ala5Ina5P，所述有源層 32 (多量子阱結(jié)構(gòu))為(AlylGa1I1)a5Ina5P/ (Aly2Ga1I2)a5Ina5P 雙層薄膜，其中，(AlylGa1I1)a5Ina5P 層形成于(Aly2Ga1I2)α5Ιηα5Ρ 層上,O 彡彡 I，優(yōu)選地，O. 55 ^ Y1 ^ O. 7,0 ^ y2 ^ O. 4。各該布拉格反射層對應(yīng)不同的反射波長原因在于各該布拉格反射層的厚度并不相同。布拉格反射層是由兩種折射率不同的第一間接能隙材料層和第二間接能隙材料層交替生長而成，所述第一間接能隙材料層和第二間接能隙材料層的厚度為反射光波長的四分之一。各該布拉格反射層的厚度決定其對應(yīng)的反射波長的最大反射率，其中，對應(yīng)的反射波長越小，則需要的布拉格反射層的厚度越小。由于各該布拉格反射層中的雙層薄膜的個數(shù)及單個雙層薄膜的厚度決定各該布拉格反射層的厚度，因此，各該布拉格反射層的對應(yīng)的反射波長的大小取決于雙層薄膜的個數(shù)及單個雙層薄膜的厚度。下面以四個布拉格反射層為例說明本實(shí)施例中的布拉格反射結(jié)構(gòu)，如圖I及圖2所示，所述布拉格反射結(jié)構(gòu)2包括四個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層21、22、23、24，且布拉格反射層所對應(yīng)的四種反射波長的大小為遞增的，所述四種反射波長的范圍是60(T700nm。具體地，所述布拉格反射層21對應(yīng)的反射波長為600nm，所述布拉格反射層22對應(yīng)的反射波長為635nm，所述布拉格反射層23對應(yīng)的反射波長為670nm,所述布拉格反射層24對應(yīng)的反射波長為700nmo其中，各該布拉格反射層21、22、23、24中，同一布拉格反射層中的雙層薄膜呈周期性排列，且不同布拉格反射層中的雙層薄膜的個數(shù)相等，均為二十個，即各該布拉格反射層21、22、23、24均包含二十個雙層薄膜，同一布拉格反射層中單個雙層薄膜的厚度相等， 且同一布拉格反射層中第一間接能隙材料層與第一間接能隙材料層的厚度相等；各該雙層薄膜均為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜，其中，第一間接能隙材料層AlAs形成于第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As之上，即布拉格反射層21中的各雙層薄膜為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜時，所述布拉格反射層22、23、24中的各雙層薄膜均為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜；所述反射波長范圍是60(T700nm時,所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的x取值范圍是
O.5 O. 55，且各該布拉格反射層21、22、23、24的x取值相等，優(yōu)選的，x均為O. 52 O. 53。需要進(jìn)ー步說明的是，各該布拉格反射層21、22、23、24對應(yīng)不同的反射波長，因此，各該布拉格反射層21、22、23、24的厚度并不相同。各該布拉格反射層21、22、23、24中，對應(yīng)的反射波長(600nm)最短的所述布拉格反射層21的厚度最小,各該布拉格反射層21、
22、23、24所對應(yīng)的四種反射波長的大小為遞增的，此時，各該布拉格反射層21、22、23、24的厚度也為遞增的(如圖I所示)，滿足布拉格反射層的厚度越小則其對應(yīng)的反射波長越小的規(guī)律。請參閱圖2，其顯示為本發(fā)明的布拉格反射結(jié)構(gòu)中布拉格反射層22的示意圖，以下是對布拉格反射層22進(jìn)行地詳細(xì)闡述所述布拉格反射層22中的AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜呈周期性排列，周期數(shù)為二十，所述布拉格反射層22對應(yīng)的反射波長為635nm，第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值為O. 52、. 53。具體地，所述布拉格反射層22包括厚度均為60nm的AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜2201、2202至2220，且第一間接能隙材料層AlAs與第一間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的厚度相等，則所述布拉格反射層22的厚度為I. 2 μ m。其余布拉格反射層21、23及24與布拉格反射層22類似，相同之處不再一一贅述，區(qū)別僅在于雙層薄膜的厚度不同。所述窗ロ層4位于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3上表面,使電流擴(kuò)散均勻，用于輔助發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3發(fā)光,其中,所述窗ロ層4材料的能隙(band gap)高于發(fā)光外延結(jié)構(gòu)3中材料的能隙，在本實(shí)施例中所述窗ロ層4優(yōu)選P型GaP。所述透明導(dǎo)電層5形成于所述窗ロ層上表面，進(jìn)ー步使電流更均勻分布于所述窗ロ層4，所述透明導(dǎo)電層5至少包括ITO (銦錫氧化物半導(dǎo)體)。由于LED芯片是ー種電致發(fā)光器件，因此需要在發(fā)光材料表面制作電極，從電極注入電流來驅(qū)動LED芯片發(fā)光。所述第一電極61位于所述透明導(dǎo)電層上表面，且覆蓋部分透明導(dǎo)電層5，所述第一電極61至少包括CrAu合金；第ニ電極62形成于所述半導(dǎo)體襯底I的背面，所述第二電極62為GeAuNi合金。綜上所述，本發(fā)明具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，與現(xiàn)有的對應(yīng)單一反射波長的布拉格反射層相比較而言，本發(fā)明的布拉格反射結(jié)構(gòu)包括至少兩個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層，可對部分射向村底的光中至少兩個波段的光同時進(jìn)行反射，從而擴(kuò)大了 LED芯片中布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射波長的頻寬，使布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射效率有所提高，進(jìn)而提升LED芯片的內(nèi)部量子效率。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。 上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所掲示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于，所述LED芯片至少包括 半導(dǎo)體襯底； 布拉格反射結(jié)構(gòu)，位于所述半導(dǎo)體襯底上表面，包括至少兩個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層，各該布拉格反射層包括至少兩個雙層薄膜，且同一布拉格反射層中的雙層薄膜呈周期性排列，各該雙層薄膜包括第一間接能隙材料層和第二間接能隙材料層，其中，所述第二間接能隙材料層的折射率大于第一間接能隙材料層的折射率； 發(fā)光外延結(jié)構(gòu)，位于所述布拉格反射結(jié)構(gòu)上表面，由上至下依次包括第一導(dǎo)電類型外延層、有源層、及第二導(dǎo)電類型外延層； 窗口層，形成于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)上表面； 透明導(dǎo)電層，形成于所述窗口層上表面； 第一電極，形成于所述透明導(dǎo)電層上表面； 第二電極，形成于所述半導(dǎo)體襯底的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述雙層薄膜為AlAs/AlxGa(1_x)As雙層薄膜，x的范圍是0. 45、. 7，其中，第一間接能隙材料層AlAs形成于第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As之上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述雙層薄膜為AlxGa(1_x)As/AlAs雙層薄膜，x的范圍是0. 45、. 7，其中，第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As形成于第一間接能隙材料層AlAs之上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述反射波長的范圍是55(T750nm，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的x取值范圍是0.45 0. 6。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述反射波長范圍是55(T600nm時，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的x取值范圍是0.55、. 6 ;所述反射波長范圍是60(T700nm時，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是0. 5^0. 55 ;所述反射波長范圍是70(T750nm時，所述第二間接能隙材料層AlxGa(1_x)As的X取值范圍是0. 45 0. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述布拉格反射結(jié)構(gòu)中由上至下的多個布拉格反射層所對應(yīng)的反射波長的大小為遞增的。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述半導(dǎo)體襯底為GaAs。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述發(fā)光外延結(jié)構(gòu)為III-V族化合物半導(dǎo)體材料(AlyGa1I)a5Ina5P^mj < y≤I。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于所述有源層為多量子阱結(jié)構(gòu)，至少包括(AlylGa1I1) 0.51%5P /(Aly2Ga1^y2) 0.5In0.孑雙層薄膜，其中，(AlylGa1I1)a5Ina5P 層形成于(Aly2Ga1I2)Cl5Ina5P 層上,0≤y2<Yi ≤ I。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，其特征在于0.55 ≤ yi ≤ 0. 7，且 0 ≤ y2 ≤0. 4。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有布拉格反射結(jié)構(gòu)的四元系LED芯片，至少包括半導(dǎo)體襯底、布拉格反射結(jié)構(gòu)、發(fā)光外延結(jié)構(gòu)、窗口層、透明導(dǎo)電層、第一電極、以及第二電極，其中，所述布拉格反射結(jié)構(gòu)包括至少兩個對應(yīng)不同反射波長的布拉格反射層，可對部分射向襯底的光中至少兩個波段的光同時進(jìn)行反射，從而擴(kuò)大了LED芯片中布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射波長的頻寬，使布拉格反射結(jié)構(gòu)的反射效率有所提高，進(jìn)而提升LED芯片的內(nèi)部量子效率。
文檔編號H01L33/10GK102856453SQ20121034157
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者林志遠(yuǎn), 蔡正文, 劉勇志, 沈秉非 申請人:合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司