摘要: LED 芯片 的外量子效率受到芯片结构、 荧光粉 材料等多种因素的影响，其中主要原因之一就是背部金属反射层的反射率限制了出光效率。本论文提出了一种多层介质光的回归反射层结构，就是在芯片背部衬底采用这种高反射多层介质膜作为回归反射层，代替金属反射层，由于这种高反射多层介质膜比金属反射层可将LED 芯片的背部蓝光的反射率提高8% ～ 9% ，可以有效地提高LED 的外量子效率。

　　1 引言

　　LED 属于注入式电致发光器件，其外量子效率ηext定义为发射的光子数和通过LED 的 电子 数之比。

　　更进一步地，LED 的外量子效率是内量子效率ηrad、注入效率ηinj和光引出效率ηopt的乘积:

　　其中，注入效率定义为注入到有源区的电子数目与通过LED 的电子数目之比; 内量子效率指辐射复合的电子－ 空穴对数与在有源区发生复合的电子－ 空穴对数之比; 光引出效率则是从器件发出的光子数与器件产生的光子数之比。

　　要提高外量子效率，则应相应的提高内量子效率ηrad、注入效率ηinj和光引出效率ηopt。其中，光引出效率的提高可通过上窗设计和纹理表面结构提高芯片正面的出光效率，以及通过提高芯片背部透明衬底光的反射效率来实现。这些工艺手段和结构设计都是伴随着芯片技术的变革而发展的。

　　对于照明用白光LED 而言，目前广泛采取的方法是利用蓝光芯片发出的蓝光激发YaG 荧光粉发射黄光，通过蓝光和黄光这一对色度学上的互补色来获得白光。对于蓝光芯片而言，较为普遍的依然是由InGaN /GaN 双异质结LED。采用在蓝宝石衬底上生长n-GaN / InGaN / p-GaN 双异质结获得。尽管蓝宝石衬底与GaN 存在约16% 的晶格失配，但芯片仍然有很高的内量子效率。同样，由于蓝宝石是透明衬底，同样采用在衬底背部镀金属反射层，通常为金箔，将外延层向衬底发出的光反射回去，以获得较高的出光效率。

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