CN103545413B - 氮化物系半导体发光组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氮化物系半导体发光组件，该发光组件包含一发光外延层、一P型电极及一N型电极，该P型电极及该N型电极设于该发光外延层之上，本发明的特征在于该N型电极设于该P型电极内侧，该P型电极沿着该发光外延层的边缘向该N型电极呈辐射状延伸，该N型电极沿着该P型电极的内侧向内呈辐射状延伸。本发明的该发光组件通过特殊的电极图案设计，以增加该发光组件的发光面积。
Description
本申请是申请号为200910131543.6、申请日为2009年4月7日、发明名称为“氮化物系半导体发光组件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光组件，尤其涉及一种氮化物系半导体发光组件。
背景技术
发光二极管（Light Emitting Diode，LED）是由半导体材料所制成的发光组件，组件具有两个电极端子，在端子间施加电压，通入极小的电流，经由电子与空穴（electron hole，又称电洞）的结合可将剩余能量以光的形式激发释出，此即发光二极管的基本发光原理。发光二极管不同于一般白炽灯泡，发光二极管系属冷发光，具有耗电量低、组件寿命长、无须暖灯时间及反应速度快等优点，再加上其体积小、耐震动、适合量产，容易配合应用上的需求制成极小或阵列式的元件，目前发光二极管已普遍使用于信息、通讯及消费性电子产品的指示器与显示装置上，成为日常生活中不可或缺的重要组件。
目前为了增加发光二极管的发光面积，通过特殊的电极图案设计，以增加发光二极管的发光面积。因习知发光二极管的P型电极覆盖P型半导体层大部分的面积，导致发光二极管的发光效率不佳的问题。
有鉴于上述问题，本发明提供一种氮化物系半导体发光组件，通过特殊的电极图案（electrode pattern，又称电极图形）设计，以增加发光二极管的发光面积，进而提升发光二极管的发光效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种氮化物系半导体发光组件，N型电极设于P型电极内，N型电极的面积较小，以增加该发光组件的发光面积。
为解决上述技术问题，本发明系提供一种氮化物系半导体发光组件，该发光组件包含一发光外延层（epitaxial layer，又称磊晶层）、一P型电极及一N型电极，所述发光外延层包含：一N型半导体层；一发光层，设于该N型半导体层之上；以及一P型半导体层，设于该发光层之上；该P型电极设于该发光外延层的P型半导体层之上，并与该发光层相对；该N型电极设于该发光外延层的N型半导体层之上，并位于该P型电极的内侧，所述N型电极包含至少一条状结构及至少一凸状结构；所述N型电极的所述条状结构靠近所述发光外延层的一边与所述发光外延层间的距离小于所述N型电极的所述凸状结构靠近所述发光外延层的一边与所述发光外延层间的距离。
本发明通过特殊的电极图案设计，可以增加发光二极管的发光面积，进而提升发光二极管的发光效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明一较佳实施例的俯视示意图；
图2是本发明一较佳实施例的第一剖面示意图；
图3是本发明一较佳实施例的第二部剖面示意图；
图4是本发明另一较佳实施例的剖面示意图；及
图5是本发明另一较佳实施例的剖面示意图。
图中附图标记说明：
1 为发光组件； 10 为发光外延层；
101 为第一半导体层； 103 为发光层；
105 为第二半导体层； 12 为第一电极；
121 为凸状结构； 122 为条状结构；
123 为第一分支； 125 为第二分支；
14 为第二电极； 141 为凸状结构；
142 为条状结构； 143 为第一区域；
145 为第二区域； 16 为透明导电层；
18 为基板。
具体实施方式
请参阅图1及图2，为本发明一较佳实施例的俯视示意图及本发明一较佳实施例的第一局部剖面示意图。如图所示，本实施例提供一种氮化物系半导体发光组件，图2为图1的俯视示意图中A-A’的剖面示意图，该发光组件1包含一发光外延层10、一P型电极12及一N型电极14，该发光外延层10包含一N型半导体层101、一发光层103及一P型半导体层105，该发光层103设于该N型半导体层101之上，该P型半导体层105设于该发光层103之上。该P型电极12设于该P型半导体层105之上，并与该发光层103相对。该N型电极14设于该N型半导体层101之上，并与该发光层103在该N型半导体层101的同一侧。
由该发光组件1的俯视示意图观之，该P型电极12包含二凸状结构121，该二凸状结构121设置于对称位置，并沿着该发光外延层10的边缘向该N型电极14呈辐射状延伸形成一条状结构122。于本实施例的该P型电极12为一封闭结构，而该N型电极14设于该P型电极12的内侧。该N型电极14亦包含二凸状结构141，该二凸状结构141亦设置于对称位置，并沿着该P型电极12向内呈辐射状延伸形成一条状结构142，如此该N型电极14包围出一第一区域143及一第二区域145，该第二区域145位于该第一区域143的一侧，该P型电极12包含一第一分支123及一第二分支125，该第一分支123延伸至该N型电极14包围出的该第一区域143之上，该第二分支125延伸至该N型电极14包围出的该第二区域145之上。
从图2观之，该P型电极12的截面宽度w1与其截面高度h1的比值系介于0.3与10之间，而该P型电极12的截面宽度w1与其截面高度h1的最佳比值系介于0.5与5之间。该N型电极14的截面宽度w2与其截面高度h2的比值系介于0.3与10之间，该N型电极14的截面宽度w2与其截面高度h2的最佳比值系介于0.5与5之间。该P型电极12的截面积系大于该N型电极14的截面积。
另从该俯视图观之，该P型电极12的周长系大于该N型电极14的周长，而该P型电极12及该N型电极14的总面积系小于该发光外延层10的面积的百分之十五。该P型电极12外侧的边缘与该发光外延层10的边缘间之距离系介于2μm与300μm之间，而该P型电极12外侧的边缘与该发光外延层10的边缘间的最佳距离系介于50μm与150μm之间。该P型电极12外侧的边缘与该发光外延层10的边缘间的距离不大于该P型电极12内侧的边缘与该N型电极14外侧的边缘间的距离，该P型电极12内侧的边缘与该N型电极14外侧的边缘间的距离不为一固定值，经由上述条件所得到的电极图案，有效增加该发光组件1的发光面积。而本实施例所提供的电极图案仅为本发明多个实施例之一。
请一并参阅图3，为本发明一较佳实施例的第二剖面示意图。如图所示，图3为图1中B-B’的剖面示意图，该N型电极14的凸状结构141靠近该P型半导体层105及该发光层103的一边与该P型半导体层105间的距离b系介于0.1μm与100μm之间，而N型电极14的凸状结构141靠近该P型半导体层105及该发光层103的一边与该P型半导体层105间的最佳距离b系小于20μm。而本实施例的该N型电极14的凸状结构141靠近该P型半导体层105及该发光层103的一边与该P型半导体层105间的距离b系大于该图2的该N型电极14的条状结构142靠近该P型半导体层105及该发光层103的一边与该P型半导体层105间的距离a，以防止打线偏移。
请参阅图4，为本发明的另一较佳实施例的剖面示意图。如图所示，承图2，该发光组件1包含该发光外延层10、该P型电极12及该N型电极14，该发光外延层10包含该N型半导体层101、该发光层103及该P型半导体层105，该发光层103设于该N型半导体层101之上，该P型半导体层105设于该发光层103之上，该P型电极12设于该P型半导体层105之上，该N型电极14设于该N型半导体层101之上，并与该发光层103在该N型半导体层101的同一侧。而本实施例的发光组件1系于该P型电极12与该P型半导体层105间更设有一透明导电层16。
请参阅图5，系本发明另一较佳实施例的剖面示意图。如图所示，承图2，该发光组件1包含该发光外延层10、该P型电极12及该N型电极14，该P型电极12及该N型电极14设于该发光外延层10之上。而本实施例的发光组件1系于该发光外延层10之下更设有一基板18，该基板18与该P型电极12及该N型电极14相对。
由上述可知，本发明系提供一种氮化物系半导体发光组件，本发明的特征在于该N型电极设于该P型电极内侧，该P型电极沿着该发光外延层的边缘向该N型电极呈辐射状延伸，该N型电极沿着该P型电极的内侧向内呈辐射状延伸。如此该N型电极因于该P型电极的内侧，该N型电极所占的面积较小，所以可增加该发光组件的发光面积。
惟以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。
Claims (15)
1.一种氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述氮化物系半导体发光组件系包含：
一发光外延层，所述发光外延层包含：
一N型半导体层；
一发光层，设于所述N型半导体层之上；以及
一P型半导体层，设于所述发光层之上；
一P型电极，设于所述发光外延层的所述P型半导体层之上，并与所述发光层相对；以及
一N型电极，设于所述发光外延层的所述N型半导体层之上，并位于所述P型电极的内侧，所述N型电极包含至少一条状结构及至少一凸状结构；
其中，所述N型电极的所述条状结构靠近所述发光外延层的一边与所述发光外延层间的距离小于所述N型电极的所述凸状结构靠近所述发光外延层的一边与所述发光外延层间的距离。
2.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述N型电极的所述凸状结构靠近所述发光外延层的一边与所述发光外延层间的距离小于20μm。
3.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极包含至少一条状结构及至少一凸状结构。
4.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极从所述发光外延层的边缘向所述N型电极呈辐射状延伸，所述N型电极从所述P型电极的内侧边缘向内呈辐射状延伸。
5.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述氮化物系半导体发光组件更包含：
一透明导电层，设于所述P型半导体层及所述P型电极之间。
6.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极的面积大于所述N型电极的面积。
7.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极的周长大于所述N型电极的周长。
8.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极及所述N型电极的总面积小于所述发光外延层的面积的百分之十五。
9.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极外侧的边缘与所述发光外延层的边缘间的距离介于2μm与300μm之间。
10.根据权利要求9所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极外侧的边缘与所述发光外延层的边缘间的距离介于50μm与150μm之间。
11.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极的外侧边缘与所述发光外延层的边缘间的距离不大于所述P型电极内侧的边缘与所述N型电极外侧的边缘间的距离。
12.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述N型电极包含：
一第一区域；以及
一第二区域，位于所述第一区域的一侧。
13.根据权利要求12所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极包含：
一第一分支，设于所述N型电极的所述第一区域之上；以及
一第二分支，设于所述N型电极的所述第二区域之上。
14.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述氮化物系半导体发光组件更包含：
一基板，设于所述发光外延层之下，并与所述P型电极及所述N型电极相对。
15.根据权利要求1所述的氮化物系半导体发光组件，其特征是：所述P型电极为一封闭结构。
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