CN102683537A - 发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极管，上述发光二极管包括一基板；一发光二极管结构，设置于上述基板上；一第一电极，设置于上述发光二极管结构的一第一表面上；一第二电极，设置于上述发光二极管结构的一第二表面上；一指状导电层，邻接于上述第一电极，且延伸设置于上述第一表面上，其中上述指状导电层具有远离于上述第一电极的一末端部分；一静电保护层，设置于上述指状导电层和上述发光二极管结构之间或上述第一电极和上述发光二极管结构之间。本发明提供的发光二极管，同时具有有效帮助电流扩散以及防止静电击穿及电极烧毁等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，特别是涉及一种发光二极管的电极设计。
背景技术
对于高功率发光二极管而言，电流扩散能力扮演着很重要的角色。尤其在高功率发光二极管的应用方面，在较大的电流密度操作下，不均匀的电流分布极易造成电极的烧毁。
因此，发光二极管的电极设计着重在于使电流均匀分布。在现有技术中，是使用电极金属延伸线的设计使电流有效的均匀扩散。然而，电极金属延伸线的末端存在尖端放电的问题，因此易造成静电击穿而导致芯片损毁。电极金属延伸线能有效帮助电流扩散，却也会造成光吸收问题，反而造成旋光性衰退的问题。所以，是利用缩小电极金属延伸线的面积，以有效减少吸光问题。然而，电极金属延伸线的面积缩小则必须增加金属线厚度来平衡电流密度，如此却造成较高的生产成本，且随着电极金属线面积的缩小，静电击穿及电极烧毁的问题会更加严重。
在此技术领域中，需要一种发光二极管的电极设计，其可在不增加电极面积及电极厚度前提下，能有效帮助电流扩散以及防止静电击穿及电极烧毁。
发明内容
有鉴于此，本发明一实施例是提供一种发光二极管，上述发光二极管包括一基板；一发光二极管结构，设置于上述基板上；一第一电极，设置于上述发光二极管结构的一第一表面上；一第二电极，设置于上述发光二极管结构的一第二表面上；一指状导电层，邻接于上述第一电极，且延伸设置于上述第一表面上，其中上述指状导电层具有远离于上述第一电极的一末端部分；以及一静电保护层，设置于上述指状导电层和上述发光二极管结构之间或上述第一电极和上述发光二极管结构之间。
附图说明
图1a为本发明实施例的发光二极管的俯视图。
图1b本发明不同实施例的发光二极管的剖面图。
附图标记：
500：发光二极管；
200：基板；
202：发光二极管结构；
203：第一表面；
204：第一电极；
205：第二表面；
208：第二电极；
210：指状导电层；
212：末端部分；
214、216：静电保护层；
218：边角部分
219、220：边缘。
具体实施方式
以下以各实施例详细说明并结合附图说明的范例，作为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分皆使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各组件的部分将分别描述说明，值得注意的是，图中未显示或描述的组件，为所属技术领域的普通技术人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。
本发明实施例是提供一种发光二极管，特别是操作电流密度大于1A/mm2的高功率垂直式发光二极管(high power vertical light emitting diode)，其于设置于发光面上的电极金属延伸层和发光二极管结构之间或电极本身和发光二极管结构之间设置有一层静电保护层，以同时具有有效帮助电流扩散以及防止静电击穿及电极烧毁等优点。图1a为本发明实施例的发光二极管500的俯视图。图1b为本发明不同实施例的发光二极管500的剖面图。图1a～1b显示的发光二极管是以一氮化镓(GaN)是高功率垂直式蓝光发光二极管作为本发明实施例。如图1a～1b所示，本发明实施例的发光二极管500可包括一基板200。在本发明一实施例中，基板200可包括一半导体基板。一发光二极管结构202，设置于基板200上。在本发明一实施例中，基板200和发光二极管结构202之间可设置有一缓冲层(图未示出)。在本发明一实施例中，发光二极管结构202可由具有p型-n型接头(pn junction)的半导体层构成，其包括至少两个电性连接的一p型半导体层和一n型半导体层，以及p型半导体层和n型半导体层之间的一发光半导体层，用于发光二极管结构202的半导体层可包括氮化镓(GaN)、氮化镓铟(GaInN)等材质。在本发明一实施例中。在本实施例中，发光二极管结构202的n型半导体层和p型半导体层沿着垂直基板200表面的方向堆栈，且发光二极管结构202的p型半导体层的一第一表面203和n型半导体层的一第二表面205两者位于发光二极管结构202的相对侧，其中第一表面203为发光二极管结构202的一发光面，第二表面205为发光二极管结构202的一背面。
如图1a～1b所示，至少一第一电极204和一第二电极208，分别设置于发光二极管结构202的一第一表面203上和一第二表面205上。意即第一电极204和第二电极208分别设置发光二极管结构202的发光面和背面，所以如图1a所示的附视图仅能看到第一电极204。在本发明一实施例中，第一电极204可为p型电极，其电性连接至发光二极管结构202的p型半导体层，而第二电极208可为n型电极，其电性连接至发光二极管结构202的n型半导体层。
如图1b所示，至少一指状导电层210，每一个指状导电层210是邻接于一第一电极204，且沿着水平于第一表面203方向延伸设置于第一表面203上。在本发明一实施例中，指状导电层210可做为第一电极204的一延伸部分，且指状导电层210的设置可以使发光二极管500在操作时电流能更均匀的分布。在本发明一实施例中，为了考虑不影响发光二极管500的发光效率，指状导电层210的设计是使其宽度是远小于第一电极204的宽度且具有足够的长度，以使发光二极管500的电流有效的均匀扩散且有效减少吸光问题。在本发明一实施例中，指状导电层210具有远离于第一电极204的一末端部分212。然而，指状导电层210的延伸方向和形状并不限于本实施例。
如图1a～1b所示，本发明一实施例是特别提供至少一静电保护层，设置于发光二极管结构202的发光面(第一表面203)上，且设置于指状导电层210和发光二极管结构202之间或第一电极204和发光二极管结构202之间。举例来说，静电保护层214是设置于第一电极204和发光二极管结构202之间且接触第一电极204；而静电保护层216是设置于指状导电层210和该发光二极管结构202之间，且接触指状导电层210的末端部分212。由于当发光二极管500在高电流密度操作下，特别是操作电流密度大于1A/mm2，具有电流均匀扩散功能的指状导电层210的末端部分212，甚至是第一电极204的边角部分218都会成为电场最大处，因而会产生尖端放电且会从此处击穿发光二极管500烧毁电极，而使发光二极管500损毁无法使用。因此，在本发明一实施例的静电保护层214或216可以有效防止发光二极管500在较大的电流密度操作下于指状导电层210的末端部分212或是第一电极204的边角部分218产生静电击穿的问题。在本发明一实施例中，静电保护层214或216可包括电介质。在本发明实施例中，静电保护层214或216可有不同的形状或面积，只要能避免指状导电层210的末端部分212或是第一电极204的边角部分218与其下的发光二极管结构202直接接触即可。如图1a～1b所示，在本发明一实施例中，用以防止第一电极204的边角部分218产生静电击穿问题的静电保护层214的至少一个边缘，例如边缘220，是设计凸出于第一电极204相邻于指状导电层210的边缘219。另外，在本发明一实施例中，用以防止指状导电层210的末端部分212产生静电击穿问题的静电保护层216的至少一个边缘是设计凸出于指状导电层210的末端部分212的边缘。
本发明实施例是提供一种发光二极管，其于设置在发光面上的指状导电层的末端部分和发光二极管结构之间，或是电极和发光二极管结构之间设置有至少一静电保护层，可有效避免指状导电层的末端部分，或是发光面上的电极和发光二极管结构之间产生尖端放电而击穿发光二极管。因此，本发明实施例的发光二极管同时具有有效帮助电流扩散以及防止静电击穿及电极烧毁等优点。因此，本发明实施例的发光二极管可广为应用于高功率发光二极管，特别是操作电流密度大于1A/mm2的高功率垂直式发光二极管，在不增加电极面积及电极厚度前提下，静电保护层的设计可以确保在高电流密度操作下能防止电极的烧毁。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管，包括：
一基板；
一发光二极管结构，设置于该基板上；
一第一电极，设置于该发光二极管结构的一第一表面上；
一第二电极，设置于该发光二极管结构的一第二表面上；
一指状导电层，邻接于该第一电极，且延伸设置于该第一表面上，其中该指状导电层具有远离于该第一电极的一末端部分；以及
一静电保护层，设置于该指状导电层和该发光二极管结构之间或该第一电极和该发光二极管结构之间。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中该发光二极管的操作电流密度大于1A/mm2。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其中该第一表面为该发光二极管结构的一发光面，该第二表面为该发光二极管结构的一背面。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其中该静电保护层的至少一个边缘是凸出于该第一电极的一边缘。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其中该第一电极的该边缘相邻于该指状导电层。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其中该静电保护层的至少一个边缘是凸出于该指状导电层的该末端部分的一边缘。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其中设置于该指状导电层和该发光二极管结构之间的该静电保护层接触该指状导电层的末端部分。
8.根据权利要求1所述的发光二极管，其中设置于该第一电极和该发光二极管结构之间的该静电保护层接触该第一电极。
9.根据权利要求1所述的发光二极管，其中该静电保护层包括电介质。
10.根据权利要求1所述的发光二极管，其中该基板包括半导体。
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