CN105552191A - 能增进横向电流扩散并拥有双反射表面的led芯片电极结构 - Google Patents
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Abstract
能增进横向电流扩散并拥有双反射表面的LED芯片电极结构,涉及LED芯片的生产技术领域。本发明包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层、第一Al层、至少一对TiN/Pt层、Au层、第二Al层和TiN外层组成的梯形结构电极扩展条。本发明的电极结构可以增加电流的横向扩散,并且达到光的多面反射的效果。
Description
技术领域
本发明涉及LED芯片的生产技术领域。
背景技术
常规的GaN-LED电极结构有Cr/Pt/Au和Cr/Al/Ti/Pt/Ti/Pt/Au两种结构,第一种结构采用的金属对光的反射率都不是很高,且还有一定的吸光,由此LED的取光效果不是很好。第二种结构采用Al的单面反射(电极的底部对光有一定的反射效果),但是其上面以及侧面对光的反射效果不好。另外,这两种电极结构都采用纯金属堆积结构,其纵向(垂直于电极结构方向)的导电效果较好,不利于电流的横向扩散(平行于电极方向)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED电极结构。
本发明目的在于设计一种电极结构,以增加电流的横向扩散,并且达到光的多面反射效果。
本发明包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层、第一Al层、至少一对TiN/Pt层、Au层、第二Al层和TiN外层组成的梯形结构电极扩展条。
本发明的有益效果是:
1、由于电流的垂直走向受到电阻率较低的TiN层的阻挡,会促进电流在金属层的横向扩散。两层TiN/Pt结构的电流阻挡已能达到一定的电流扩散促进作用。如果电极扩展条较长或者需要更大的电流扩散效果,能够增加TiN/Pt的对数。此种电极结构设计能够促进电流在电极以及电极扩展条上的扩散。
2、从有源层点发出的光,入射到电极或者电极扩展条底部,能被双反射电极中的第一Al层反射,最终成为出射光。从有源层点发出的侧向光,入射到电极或者电极扩展条侧面,能被双反射电极中的第二Al层反射,最终成为出射光。此双反射的电极结构能够增加LED的出光效率。
因此,本发明的电极结构可以增加电流的横向扩散,并且达到光的多面反射的效果。
另外,本发明Cr层设计很薄,为10~50埃,其作用是增加电极黏附性,使金属电极与GaN形成欧姆接触。
第一Al层厚度为1000~5000埃,其紧挨Cr层设计,能将传输到P、N电极底部的光反射回芯片内部,被反射回的光最终又从芯片内部反射出来,从而提高取光效率。
紧接着是两对TiN/Pt层,各TiN/Pt层中TiN的厚度为500~2000埃,Pt的厚度为500~2000埃,采用电流阻挡层/导电层交替设计,其中TiN的导电率会比Pt等其他金属低一到两个数量级,其目的一是减缓电流的垂直注入,增加电流的横向扩散,使电流较容易从电极扩散至电极扩展条尾部,增加电流分布的均匀性,提高电流注入效率,最终提高外量子效率。其目的二在于阻挡第一Al层向上扩散,TiN和Pt都是较好的原子扩散阻挡层。
Au层为电极的主体,具有较高的厚度:5000~20000埃,其目的一是为了配合封装打线,其目的二是为了增加电流的横向扩散。
在Au层上面的第二Al层,能将传输到P、N电极侧面(特别是N电极以及电极扩展条)的光直接反射出光,提高取光效率。
最上面层的TiN外层设计是为了防止第二Al层的扩散氧化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明电极结构应用于常规的平行电极结构的设计图。
图3为本发明电极结构应用于在MESA由N电极扩展条包裹的情况下的设计图。
图4为本发明的电流扩散原理图。
图5为本发明的出光原理图。
具体实施方式
如图1所示,本发明包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层1、第一Al层2、第一对TiN/Pt层3、第二对TiN/Pt层4、Au层5、第二Al层6和TiN外层7组成的梯形结构电极扩展条。
其中,Cr层的厚度为10~50埃。
第一Al层的厚度为1000~5000埃。
每对TiN/Pt层中,TiN的厚度为500~2000埃,Pt的厚度为500~2000埃。
Au层的厚度为5000~20000埃。
本发明电极结构应用于常规的平行电极结构设计如图2所示。
本发明电极结构应用于在MESA由N电极扩展条包裹的情况下的设计如图3所示。其双反射效果更佳,在芯片较大的情况下,电极手指将会更长,这种电极结构将会拥有更好的横向电流扩散效果。
如图4所示,由于电流的垂直走向受到电阻率较低的TiN层的阻挡,会促进电流在金属层的横向扩散。两层TiN/Pt结构的电流阻挡已能达到一定的电流扩散促进作用。如果电极扩展条较长或者需要更大的电流扩散效果,能够增加TiN/Pt的对数。此种电极结构设计能够促进电流在电极以及电极扩展条上的扩散。
如图5所示,从有源层点A发出的光,入射到电极或者电极扩展条底部,能被双反射电极中的第一AL层反射,最终成为出射光。从有源层点B发出的侧向光,入射到电极或者电极扩展条侧面,能被双反射电极中的第二Al层反射,最终成为出射光。此双反射的电极结构能够增加LED的出光效率。
Claims (6)
1.能增进横向电流扩散并拥有双反射表面的LED芯片电极结构,其特征在于:包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层、第一Al层、至少一对TiN/Pt层、Au层、第二Al层和TiN外层组成的梯形结构电极扩展条。
2.根据权利要求1所述LED芯片电极结构,其特征在于:所述TiN/Pt层为两对。
3.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构,其特征在于:所述Cr层的厚度为10~50埃。
4.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构,其特征在于:所述第一Al层的厚度为1000~5000埃。
5.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构,其特征在于:所述每对TiN/Pt层中,TiN的厚度为500~2000埃,Pt的厚度为500~2000埃。
6.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构,其特征在于:所述Au层的厚度为5000~20000埃。
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