CN101794851A - 三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，属于LED芯片技术领域。LED芯片形状为三角形，N型电极的焊盘位于三角形芯片的顶角，N型条形电极自N型焊盘出发沿三角形LED芯片的边缘环绕一周，P型电极的焊盘位于三角形芯片的中心，P型条形电极首先沿垂直于三角形底边方向进行分布，然后再平行于三角形芯片的边缘分布，在LED芯片内部N电极与P电极对称分布，以保证三角形LED芯片的电流分布均匀，从而达到提高三角形LED芯片的出光效率和寿命的目的。

Description

三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极
技术领域
本发明涉及LED芯片技术领域，尤其是涉及一种三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极。
背景技术
LED作为照明光源具有节能(当LED的效率达到150lm/W时，同等亮度下能耗约为白炽灯的1/10)、长寿命(约10万小时)、体积小、低电压、易控制、环保等优点。LED光源的这些优点，将引发照明产业技术和应用的革命，如同半导体晶体管替代电子管一样，在若干年后，LED作为新光源的固态照明灯，将有机会逐渐取代传统的照明灯而进入每一个角落。
目前，一般采用蓝宝石衬底的GaN外延片来制备高效率的GaN基LED。LED芯片形状和电极形状可以显著影响器件的发光效率、可靠性和寿命。首先，通过优化芯片形状可以改善器件的光电特性，例如，2007年12月1日的IEEE光子科技杂志第19卷第23期(IEEE PHOTONICSTECHNOLOGY LETTERS.VOL.19.NO.23.DECEMBER 1.2007)上，由Ja-Yeon Kim，Mon-Ki Kwon，Jae-Pil Kim，Seong-Ju Park所著的EnhancedLight Extraction From Triangular GaN-based Light-emitting Diodes(增强出光的三角形氮化镓基发光二极管)中，提出采用三角形LED芯片结构与采用传统的矩形芯片结构相比，可降低芯片的光逃逸锥形临界角，从而增加LED芯片的侧面出光，有效提高LED器件的发光效率。
另一方面，通过电极形状的优化也可以改善器件的光电特性，例如，扬州大学在公开号为CN201266611Y和公开号为CN201282152Y的专利中针对矩形GaN LED芯片分别提供了树形GaN基LED芯片电极和中心环绕型GaN基LED芯片电极，由于这两种结构的芯片电极可以使GaN基LED芯片电流分布均匀，从而可以有效地减小电流聚集效应、减小器件的串联电阻、减小器件发热的不均匀性、提高器件的发光效率、改善器件的可靠性和提高器件的使用寿命。如果能将芯片形状的优化和电极形状的优化有机结合起来，对提高LED芯片的光电性能十分有利，但是，目前尚未见有这方面的专利和文献报道。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是将芯片形状和电极形状的优化有机结合起来提高LED的发光效率，即对三角形LED芯片的电极进行优化设计，提供一种三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，以使三角形LED芯片电流均匀扩展，改善LED器件的光电性能。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，包括P电极和N电极，其制备方法是：对GaN外延片进行台面刻蚀，形成P型GaN台面和N型GaN沟槽，在P型GaN材料上生长P型电极，在沟槽内制备N型电极，其中：
LED芯片形状为三角形，N型电极的焊盘位于三角形芯片的顶角，N型条形电极自N型焊盘出发沿三角形LED芯片的边缘环绕一周；
P型电极的焊盘位于三角形芯片的中心，P型条形电极首先沿垂直于三角形底边方向进行分布，然后再平行于三角形芯片的边缘分布；
在LED芯片内部N电极与P电极对称分布，以保证三角形LED芯片的电流分布均匀，从而提高三角形LED芯片的出光效率和寿命。
上述方案中，该对称电极可先在P型GaN上生长透明导电薄膜，然后在透明导电薄膜上生长P电极。
上述方案中，P型电极和N型电极的形状可互换，N型电极淀积在相应形状的沟槽内。
上述方案中，P型电极和N型电极的条数可随三角形芯片尺寸的大小进行调整。
(三)有益效果
本发明提供的这种三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，在LED芯片内部N电极与P电极对称分布，保证了三角形LED芯片的电流分布均匀，从而提高了三角形LED芯片的出光效率和寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的P型、N型电极分布结构示意图。
1为P型GaN台面，2为N型GaN沟槽，N为N型电极焊盘，P为P型电极焊盘，N1～N8为N型条状电极，P1～P4为P型条状电极。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，首先对蓝宝石衬底上生长的GaN基外延片进行台面刻蚀，形成P型GaN台面1和N型GaN沟槽2，在P型层的表面生长一层透明导电膜，在透明导电膜上沉积P电极，N电极沉积在比它尺度略宽的沟槽2中。P型电极包括位于三角形芯片中心的P型焊盘、垂直三角形芯片底边的P1、平行于三角形芯片底边的P2、平行于三角形芯片其它两边的P3和P4，N型电极主要包括位于三角形芯片顶角处的N型焊盘，沿三角形芯片边缘分布的N1、N2和N3，垂直于三角形芯片底边的N4，平行于P3的N5，平行于P4的N6，平行于P2的N7和N8。P型电极和N型电极相互之间平行排列，且不同电极之间距离相等，增加了电流分布的均匀性，提高了三角形LED芯片，特别是大功率三角形LED芯片的出光效率。本发明也可以直接在P型GaN表面上直接沉积P电极。另外，在本发明中，P型电极和N型电极的形状可以互换。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，包括P电极和N电极，其制备方法是：对GaN外延片进行台面刻蚀，形成P型GaN台面和N型GaN沟槽，在P型GaN材料上生长P型电极，在沟槽内制备N型电极，其特征在于：
LED芯片形状为三角形，N型电极的焊盘位于三角形芯片的顶角，N型条形电极自N型焊盘出发沿三角形LED芯片的边缘环绕一周；
P型电极的焊盘位于三角形芯片的中心，P型条形电极首先沿垂直于三角形底边方向进行分布，然后再平行于三角形芯片的边缘分布；
在LED芯片内部N电极与P电极对称分布，以保证三角形LED芯片的电流分布均匀，从而提高三角形LED芯片的出光效率和寿命。
2.如权利要求1所述的三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，其特征在于：该对称电极可先在P型GaN上生长透明导电薄膜，然后在透明导电薄膜上生长P电极。
3.如权利要求1所述的三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，其特征在于：P型电极和N型电极的形状可互换，N型电极淀积在相应形状的沟槽内。
4.如权利要求1所述的三角形GaN基发光二极管芯片的对称电极，其特征在于：P型电极和N型电极的条数可随三角形芯片尺寸的大小进行调整。
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