一种发光二极管衬底结构的制作方法

1.本实用新型涉及led二极管领域，特别是涉及一种发光二极管衬底结构。


背景技术：

2.半导体发光二极管和半导体激光器类似，也是一个pn结，也是利用外电源向pn结注入电子来发光的。半导体发光二极管记作led，是由p型半导体形成的p层和n型半导体形成的n层，以及中间的由双异质结构成的有源层组成。有源层是发光区，其厚度为0.1～0.2μm左右。半导体发光二极管的结构公差没有激光器那么严格，而且无谐振腔。所以，所发出的光不是激光，而是荧光。led是外加正向电压工作的器件。在正向偏压作用下，n区的电子将向正方向扩散，进入有源层，p区的空穴也将向负方向扩散，进入有源层。进入有源层的电子和空穴由于异质结势垒的作用，而被封闭在有源层内，就形成了粒子数反转分布。这些在有源层内粒子数反转分布的电子，经跃迁与空穴复合时，将产生自发辐射光。
3.目前发光二极管的内量子效率(led发光层的电光转换效率)可以达到很高，但发光二极管的内部全反射、金属电极和衬底材料对光的吸收等因素限制了外量子效率(光子从发光层逸出到空气中的效率)，导致发光二极管的发光效率仍然较低。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种发光二极管衬底结构，以解决背景技术中提出的发光效率低的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种发光二极管衬底结构，包括衬底层、外延层、基板、图形化衬底、第一半导体层、第一电极、第二半导体层、第二电极、绝缘层、有源层、保护层，其特征在于：所述衬底层位于最底部，所述外延层位于衬底层的顶部，所述外延层和衬底层之间设有位于图形化衬底顶部设置的多棱柱图形。
6.优选的，所述衬底层包括位于最底部的基板，所述基板顶部设有图形化衬底，所述图形化衬底的长宽与基板的长宽一致，所述图形化衬底顶部固定有若干多棱柱图形。
7.优选的，所述多棱柱图形包括若干棱台和棱锥，所述棱台呈阵列的固定在图形化衬底的顶部，所述若干棱台顶部均固定有棱锥，所述棱锥底部与棱台的顶部吻合。
8.优选的，所述外延层包括位于图形化衬底和多棱柱图形顶部的第一半导体层，所述第一半导体层顶部一侧开设有槽体，所述第一半导体层顶部一侧的槽体内设有垂直于第一半导体层的第二电极。
9.优选的，所述外延层还包括有源层，所述有源层设置在第一半导体层顶部远离槽体的一侧，所述有源层长宽与第一半导体层远离槽体的一侧长宽一致，所述外延层还包括第二半导体层，所述第二半导体层设置在有源层的顶部，所述第二半导体层的长宽与有源层的长宽一致,所述第二半导体层的顶部设有第一电极，且第一电极垂直于第二半导体层。
10.优选的，所述外延层还包括绝缘层，所述绝缘层包裹第一电极和第二电极，且位于第二半导体层和第一半导体层槽体的顶部，所述绝缘层贴合在第二半导体层的顶部和第一
半导体层槽体内，所述外延层还包括保护层，所述保护层设置在绝缘层顶部，且与绝缘层吻合。
11.与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：该led二极管衬底结构设置有图形化衬底，且图形化衬底顶部为若干阵列的多棱柱图形，多棱柱图形为底部是棱台和棱台顶部的棱锥，通过设置棱台和棱锥为不同反射率的材料，且具有不吸光的特性，能够增强光的反射效率和出光效果，有效的提高了led二极管的发光效率。
附图说明
12.图1为本实用新型正剖图；
13.图2为本实用新型侧剖图；
14.图3为本实用新型部分结构俯视图；
15.图4为本实用新型部分结构俯视图；
16.其中：1、衬底层；2、基板；3、图形化衬底；4、多棱柱图形；5、棱台；6、棱锥；7、外延层；8、第一半导体层；9、有源层；10、第二半导体层；11、第一电极；12、第二电极；13、绝缘层；14、保护层。
具体实施方式
17.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
18.实施例:
19.如图1-4所示，本实用新型提供一种发光二极管衬底结构，包括衬底层1、外延层7、基板2、图形化衬底3、第一半导体层8、第一电极11、第二半导体层10、第二电极12、绝缘层13、有源层9、保护层14，其特征在于：所述衬底层1位于最底部，所述外延层7位于衬底层1的顶部，所述外延层7和衬底层1之间设有位于图形化衬底3顶部设置的多棱柱图形4。
20.本实施例中，具体的，所述衬底层1包括位于最底部的基板2，所述基板2顶部设有图形化衬底3，所述图形化衬底3的长宽与基板2的长宽一致，所述图形化衬底3顶部固定有若干多棱柱图形4，设置基板2是为了保护整个衬底以及衬底上方的零部件。
21.本实施例中，具体的，所述多棱柱图形4包括若干棱台5和棱锥6，所述棱台5呈阵列的固定在图形化衬底3的顶部，所述若干棱台5顶部均固定有棱锥6，所述棱锥6底部与棱台5的顶部吻合，设置的棱台5和棱锥6为不同材料，且有不同的折射率，其中棱台5可以为蓝宝石材料，而棱锥6可以设置为其他透明且不吸光的低折射率材料，能够增强光的反射效果，设置棱台5和棱锥6是为了有多个面，从而增强光的散射效果。
22.本实施例中，具体的，所述外延层7包括位于图形化衬底3和多棱柱图形4顶部的第一半导体层8，所述第一半导体层8顶部一侧开设有槽体，所述第一半导体层8顶部一侧的槽体内设有垂直于第一半导体层8的第二电极12，设置的第一半导体层8可以为p型半导体。
23.本实施例中，具体的，所述外延层7还包括有源层9，所述有源层9设置在第一半导体层8顶部远离槽体的一侧，所述有源层9长宽与第一半导体层8远离槽体的一侧长宽一致，所述外延层7还包括第二半导体层10，所述第二半导体层10设置在有源层9的顶部，所述第二半导体层10的长宽与有源层9的长宽一致,所述第二半导体层10的顶部设有第一电极11，且第一电极11垂直于第二半导体层10，设置的有源层9为发光层，设置的第二半导体层10可以为n型半导体，而有源层9夹在第一半导体层8即p型半导体和第二半导体层10即n型半导体之间，通过两个电极各自对第一半导体层8即p型半导体和第二半导体层10即n型半导体进行注入电子，使有源层9发光。
24.本实施例中，具体的，所述外延层7还包括绝缘层13，所述绝缘层13包裹第一电极11和第二电极12，且位于第二半导体层10和第一半导体层8槽体的顶部，所述绝缘层13贴合在第二半导体层10的顶部和第一半导体层8槽体内，所述外延层7还包括保护层14，所述保护层14设置在绝缘层13顶部，且与绝缘层13吻合，设置绝缘层13是为了防止外部的静电或其他电磁干扰内部的零部件，设置保护层14是为了保护保护层14内部所有的零部件。
25.工作原理：使用时，通过两个电极各自对第一半导体层即p型半导体和第二半导体层即n型半导体进行注入电子，使有源层发光，当光射到底部的棱锥和棱台时，光会通过棱锥和棱台多个面进行反射和散射，使光在内部不断的反射避免流失，有效的提高了led二极管的发光效率。
26.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。