專利名稱：一種新型高效發光二極管led結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型高效發光二極管LED結構，它可以提高LED的出光效率，通過將金屬電極移至LED發光面外部的支撐結構上，使得LED的出光效率大大提高，屬于二極管LED技術領域。
背景技術：
上世紀60年代第一只LED產品在美國誕生，它的出現給人們的生活帶來了很多光彩，由于LED具有壽命長、低功耗、綠色環保等優點，與之相關的技術發展得非常迅速。它已經成為“無處不在”與我們的生活息息相關的光電器件和光源，比如，手機的背光，交通信號燈，大屏幕全彩顯示屏和景觀亮化用燈等等。目前制約LED進一步應用和發展的瓶頸是它的價格和出光效率及散熱，理論上用藍光LED激發黃色熒光粉合成白光的發光效率高達每瓦300多流明，但是現在的實際效率還不到理論值的一半，大概是理論值的三分之一左右，其中一個重要原因是一部分從激活區發出的光無法從LED芯片內部逃逸出來。金屬電極對光的吸收和遮擋使得LED光效的損失很大。
發明內容
本發明的目的是提供一種提高出光效率的發光二極管LED結構。
為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，包括具有凹槽結構的硅基材，在硅基材的支撐體的頂面設有絕緣層，其每一個凹槽底面和內側面上設有反光層，n型電極和LED芯片設于每一個凹槽中，透明導電電極層設于LED芯片和硅基的支撐體上，在透明導電層下面LED芯片和硅基材的支撐體之間的空隙由透明絕緣材料填充，金屬焊盤設于支撐體上端的透明導電電極層上。
所述的硅基材為硅、蘭寶石Al2O3或氮化鋁AlN；所述的絕緣層為氧化硅；所述的反光層為氧化鉈；所述的透明導電電極層為氧化銦錫ITO或者氧化鋅電極，所述的透明絕緣材料為氧化硅SiO2。
一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，其制備工藝步驟如下 第一步，在硅基材上淀積一層薄的絕緣層，然后通過刻蝕制作出與芯片和n型電極結構相吻合的陣列狀的凹槽； 第二步，在硅基材的每一個凹槽內表面淀積一層反光材料； 第三步，將分割好的芯片和n型電極鍵合或粘結到硅基材的每一個凹槽內底面； 第四步，將n型電極用光刻膠保護，然后在硅基材上表面沉積一層透明導電電極； 第五步，在硅基材支撐體上的透明導電電極層上制作金屬焊盤pad電極； 第六步，表面清洗以及雜質清除； 第七步，劃分硅基材。
所述的透明導電電極層的生長工藝為用化學汽相沉積CVD，物理汽相沉積PVD，電子束蒸發，或者濺射方法將透明導電電極層覆蓋在芯片和n型電極的正上方和硅基材上。
本發明采用高導熱，易于加工的硅基材作為透明導電電極的支撐體，硅基材具有良好的導熱性能，它可以有效的將熱量傳輸到外層封裝材料上。為了制作透明導電電極，需要在硅基體上刻蝕出跟LED芯片尺寸對應的凹槽，并在凹槽內部淀積上相應的絕緣反光材料，從而提高出光效率。在將LED芯片鍵合到或者粘結到相應的凹槽內部后，在硅基材和LED芯片上表面通過薄膜生長工藝，將透明導電薄膜覆蓋在LED發光面正上方和硅基材上，用導電并且透明的薄膜來取代金屬電極，對于目前正裝GaN基LED，本發明的結構去除了原來p型金屬電極在發光面正上方對芯片出光的遮擋和吸收，同時也增加了四周表面和下表面出光的反射，從而大大提高了LED的發光效率。
本發明的優點是可以將發光二極管LED的出光效率提高30％-50％。
圖1為一種新型高效發光二極管LED結構示意圖； 圖2為一種新型高效發光二極管LED結構俯視圖； 圖3本發明單個發光二極管LED芯片結構俯視。
具體實施例方式 以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
實施例 如圖1、2所示，一種新型高效發光二極管LED結構示意圖，所述的一種新型高效發光二極管LED結構由陣列凹槽結構的硅基材1、絕緣層2、反光層3、n型電極4、LED芯片5、透明導電電極層6和金屬焊盤pad 7組成。
在硅基材1的支撐體的頂面涂有絕緣層2，其每一個凹槽底面和內側面上涂有反光層3，n型電極4和LED芯片5安裝在每一個凹槽中，透明導電電極層6設于LED芯片5和硅基的支撐體上，在透明導電層6下面LED芯片5和硅基材1的支撐體之間的空隙由透明絕緣材料填充，金屬焊盤7設于支撐體上端的透明導電電極層6上。
所述的透明導電電極層6為氧化銦錫ITO和氧化鋅電極，或其中一種，所述的透明絕緣材料為氧化硅SiO2。
一種新型高效發光二極管LED結構的制備工藝步驟如下 第一步，硅基材1選用硅材料，在硅基材1上淀積一層薄的絕緣層2，絕緣層2選用氧化硅，然后通過刻蝕制作出與芯片5和n型電極4結構相吻合的陣列狀的凹槽； 第二步，在硅基材1的每一個凹槽內表面淀積一層反光材料3，反光材料3選用氧化鉈； 第三步，將分割好的芯片5和n型電極4鍵合或粘結到硅基材1的每一個凹槽內底面； 第四步，將n型電極4用光刻膠保護，然后在硅基材1上表面采用濺射方法將透明導電電極層6覆蓋在芯片5和n型電極4的正上方和硅基材1上，透明導電電極層6選用材料為氧化鋅電極，在透明導電層6下面LED芯片5和硅基材1的支撐體之間的空隙由氧化硅SiO2填充； 第五步，在硅基材1支撐體上的透明導電電極層6上制作金屬焊盤pad電極7； 第六步，表面清洗以及雜質清除； 第七步，劃分硅基材，如圖3所示。
權利要求
1.一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，包括具有凹槽結構的硅基材(1)，在硅基材(1)的支撐體的頂面設有絕緣層(2)，其每一個凹槽底面和內側面上設有反光層(3)，n型電極(4)和LED芯片(5)設于每一個凹槽中，透明導電電極層(6)設于LED芯片(5)和硅基的支撐體上，在透明導電層(6)下面LED芯片(5)和硅基材(1)的支撐體之間的空隙由透明絕緣材料填充，金屬焊盤(7)設于支撐體上端的透明導電電極層(6)上。
2.根據權利要求1所述的一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，所述的硅基材(1)為硅、蘭寶石Al2O3或氮化鋁AlN。
3.根據權利要求1所述的一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，所述的絕緣層(2)為氧化硅。
4.根據權利要求1所述的一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，所述的反光層(3)為氧化鉈。
5.根據權利要求1所述的一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，所述的透明導電電極層(6)為氧化銦錫ITO和氧化鋅電極，或其中一種。
6.根據權利要求1所述的一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，所述的透明絕緣材料為氧化硅SiO2。
7.根據權利要求1所述的一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，其制備工藝步驟如下
第一步，在硅基材(1)上淀積一層薄的絕緣層(2)，然后通過刻蝕制作出與芯片(5)和n型電極(4)結構相吻合的陣列狀的凹槽；
第二步，在硅基材(1)的每一個凹槽內表面淀積一層反光材料(3)；
第三步，將分割好的芯片(5)和n型電極(4)鍵合或粘結到硅基材(1)的每一個凹槽內底面；
第四步，將n型電極(4)用光刻膠保護，然后在硅基材(1)上表面生長透明導電電極層(6)，在透明導電層(6)下面LED芯片(5)和硅基材(1)的支撐體之間的空隙由透明絕緣材料填充；
第五步，在硅基材(1)支撐體上的透明導電電極層(6)上制作金屬焊盤pad電極(7)；
第六步，表面清洗以及雜質清除；
第七步，劃分硅基材。
8.根據權利要求1所述的一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，所述的透明導電電極層(6)的生長工藝為用化學汽相沉積CVD，物理汽相沉積PVD，電子束蒸發，或者濺射方法將透明導電電極層(6)覆蓋在芯片(5)和n型電極(4)的正上方和硅基材(1)上。
全文摘要
本發明涉及一種新型高效發光二極管LED結構，其特征在于，包括具有凹槽結構的硅基材，在硅基材的支撐體的頂面設有絕緣層，其每一個凹槽底面和內側面上設有反光層，n型電極和LED芯片設于每一個凹槽中，透明導電電極層設于LED芯片和硅基的支撐體上，在透明導電層下面LED芯片和硅基材的支撐體之間的空隙由透明絕緣材料填充，金屬焊盤設于支撐體上端的透明導電電極層上。本發明的優點是可以將發光二極管LED的出光效率提高30％-50％。
文檔編號F21Y101/02GK101303105SQ20081003834
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月30日 優先權日2008年5月30日
發明者梁秉文 申請人:梁秉武, 梁秉文