CN115966642B - 一种高压发光二极管芯片 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种高压发光二极管芯片，包括衬底，以及设置在衬底表面的至少两个发光单元，每个发光单元均包括N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层；N电极层与其中一发光单元的N型半导体层电性连接；P电极层与其中另一发光单元的P型半导体层电性连接；连接电极包括电性连接P型半导体层的P侧连接部、电性连接N型半导体层的N侧连接部、以及连接P侧连接部和N侧连接部的中间连接部；其中，至少一连接电极呈连续的弯曲型结构。本申请通过设置连续的弯曲型结构的连接电极，使得N电极层和P电极层能够达到首尾相连，进而使得高压发光二极管芯片中的电流单向传导，从而减少电流损失，提高高压发光二极管芯片的发光效率。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种高压发光二极管芯片。
背景技术
发光二极管（简称LED）是一种常用的发光器件，它具有低电压、低功耗、体积小、寿命长、安全系数高等优点，广泛应用于照明和显示等领域。高压发光二极管 (HV-LED) 是在芯片制备过程中将一个大尺寸芯片划分为多个小发光单元，再将各个发光单元通过电极相互串联，从而实现一种低电流、高电压的高功率LED，HV-LED芯片降低了驱动成本，减少了封装厂打线作业，是一款具有市场前景的LED产品。
目前常见的HV-LED芯片中，单颗芯片设置多条P电极，多条电极分流会导致HV-LED芯片表面的电流分布不均匀，从而降低发光效率。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种高压发光二极管芯片，以解决现有技术中存在的多条电极分流会导致HV-LED芯片表面的电流分布不均匀的问题，从而减少电流损失，提高HV-LED芯片的发光效率。
本申请提供了一种高压发光二极管芯片，包括：衬底，以及设置在衬底表面的至少两个发光单元，每个发光单元均包括N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层；
N电极层，与其中一发光单元的N型半导体层电性连接；
P电极层，与其中另一发光单元的P型半导体层电性连接；
连接电极，包括电性连接P型半导体层的P侧连接部、电性连接N型半导体层的N侧连接部、以及连接P侧连接部和N侧连接部的中间连接部；
其中，至少一连接电极呈连续的弯曲型结构。
在本申请的一种可选实施例中，所述弯曲型结构至少包括两个弯曲部。
在本申请的一种可选实施例中，当至少两个发光单元沿第一方向设置时，相邻两个发光单元通过呈连续的弯曲型结构的第一连接电极电性连接，所述第一连接电极包括位于N型半导体层上的第一N侧连接部、位于P型半导体层上的第一P侧连接部以及分别连接所述第一N侧连接部和所述第一P侧连接部的第一中间连接部；
其中，第一P侧连接部至少包括两个弯曲部，第一N侧连接部至少包括一个弯曲部。
在本申请的一种可选实施例中，当所述第一连接电极的个数大于等于2时，第一连接电极的结构相同。
在本申请的一种可选实施例中，所述N电极层包括N侧主电极和N侧支电极，所述P电极层包括P侧主电极、第一P侧支电极和第二P侧支电极；
第一连接电极的第一部分环绕所述N电极层的N侧支电极延伸，第一连接电极的第二部分延伸至P电极层的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构内。
在本申请的一种可选实施例中，当至少两个发光单元沿第一方向设置且至少两个发光单元沿第二方向设置时，第一连接电极沿第一方向连接相邻两个发光单元，第二连接电极沿第二方向连接相邻两个发光单元，第一连接电极与第二连接电极的结构不同；其中，所述第一方向与所述第二方向不同。
在本申请的一种可选实施例中，第二连接电极为呈非连续的弯曲型结构或者连续的弯曲结构，当第二连接电极呈连续的弯曲结构时，第二连接电极的弯曲部个数与第一连接电极的弯曲部个数不同。
在本申请的一种可选实施例中，其中一个第一连接电极的第一部分环绕所述N电极层的N侧支电极延伸，所述其中一个第一连接电极的第二部分延伸至用于连接沿第二方向设置的相邻两个发光单元的第二连接电极的第一部分内；其中另一个第一连接电极的第一部分环绕所述第二连接电极的第二部分延伸，所述其中另一个第一连接电极的第二部分延伸至所述P电极层的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构内。
在本申请的一种可选实施例中，所述第一P侧连接部在P型半导体层上形成具有一开口的第一环形结构；其中，所述第一环形结构为圆环、长方形环、正方形环或多边形环。
在本申请的一种可选实施例中，所述第一P侧连接部的开口宽度小于该第一P侧连接部所在的发光单元的短边。
在本申请的一种可选实施例中，所述第一中间连接部的宽度大于所述第一N侧连接部的宽度或所述第一P侧连接部的宽度。
在本申请的一种可选实施例中，相邻发光单元之间设有桥接区域，所述第一中间连接部设置在远离所述桥接区域中心位置的边缘位置上。
在本申请的一种可选实施例中，所述第二连接电极的第一部分包括两个弯曲部；其中一个弯曲部在第二方向上的延伸长度与其中另一个弯曲部在第二方向上的延伸长度之间的比值在1与4之间。
在本申请的一种可选实施例中，当其中另一个第一连接电极的第一部分环绕所述第二连接电极的第二部分延伸时，所述发光单元的长边分别与第一连接电极的第一部分之间的垂直距离之和不大于目标距离值；所述目标距离值为第一连接电极的第一部分分别与所述第二连接电极的第二部分之间的垂直距离之和。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的高压发光二极管芯片中，连接电极包括电性连接P型半导体层的P侧连接部、电性连接N型半导体层的N侧连接部、以及连接P侧连接部和N侧连接部的中间连接部，其中，至少一连接电极呈连续的弯曲型结构。本申请通过设置连续的弯曲型结构的连接电极，使得N电极层和P电极层能够达到首尾相连，进而使得高压发光二极管芯片中的电流单向传导，可以解决现有技术中存在的多条电极分流会导致高压发光二极管芯片表面的电流分布不均匀的问题，从而减少电流损失，提高高压发光二极管芯片的发光效率。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例所提供的第一种高压发光二极管芯片的平面结构示意图；
图2为图1中A1-A1剖视图；
图3为图1中B1-B1剖视图；
图4为图1中C1-C1剖视图；
图5为本申请实施例所提供的第二种高压发光二极管芯片的平面结构示意图；
图6为本申请实施例所提供的第三种高压发光二极管芯片的平面结构示意图；
图7为本申请实施例所提供的第四种高压发光二极管芯片的平面结构示意图；
图8为图7中A2-A2剖视图；
图9为图7中B2-B2剖视图；
图10为图7中C2-C2剖视图；
图11为图7中D2-D2剖视图；
图12为本申请实施例所提供的第四种高压发光二极管芯片的部分结构示意图；
图13为本申请实施例所提供的第五种高压发光二极管芯片的平面结构示意图。
附图标记：
100、700-衬底；
101、501、601、701、801-N电极层；1011、7011-N侧主电极；1012、7012-N侧支电极；10121、70121-第一N侧延伸部；10122、70122-第二N侧延伸部；
102、502、602、702、802-P电极层；1021、7021-P侧主电极；1022、7022-第一P侧支电极；1023、7023-第二P侧支电极；10231、70231-第二P侧延伸部；10232、70232-第三P侧延伸部；
200、210-N型半导体层；
900、910-P型半导体层；
300、310-多量子阱层；
400、410-绝缘保护层；
500、510-电流扩展层；
610-电流阻挡层；
110、640、710-第一发光单元；120、620、720-第二发光单元；130、730-第三发光单元；740-第四发光单元；750-第五发光单元；760-第六发光单元；
140、150、630、770、780、790、890-第一连接电极；
1401-第一N侧连接部；1402-第一中间连接部；1403-第一P侧连接部；
14011、14012、14013、14014、16011、16012、16013、16014、18011、18012、18013、18014、18015、28011、28012-弯曲部；
810、820、880-第二连接电极；
8201-第二N侧连接部；
8202-第二P侧连接部；
8203-第二中间连接部。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
首先，对本申请可适用的应用场景进行介绍：
目前常见的HV-LED芯片中，单颗芯片设置多条P电极，多条电极分流会导致HV-LED芯片表面的电流分布不均匀，从而降低发光效率。此外，HV-LED芯片的电极排布一般设置为P电极数量大于N电极数量，同时N电极大多采用直线型N电极，且单颗芯片桥接区域大多设置在单颗芯片的中心位置，以保证电流在注入点扩散的更均匀，但这种结构很大程度的限制了HV-LED芯片中P电极的排布，导致多条P电极分支存在其他多条P电极之间，使得P电极和N电极注入点距离过近，不仅影响电极排布，还不利于电流传导。
基于此，本申请实施例提供一种高压发光二极管芯片，以解决上述存在的技术问题，从而减少电流损失，进一步提高HV-LED芯片的发光效率。
本申请实施例提供的高压发光二极管芯片，包括：衬底，以及设置在衬底表面的至少两个发光单元，每个发光单元均包括N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层；N电极层与其中一发光单元的N型半导体层电性连接；P电极层与其中另一发光单元的P型半导体层电性连接N电极层；连接电极包括电性连接P型半导体层的P侧连接部、电性连接N型半导体层的N侧连接部、以及连接P侧连接部和N侧连接部的中间连接部；其中，至少一连接电极呈连续的弯曲型结构。
一种可选的实施例中，衬底可以为透明不导电衬底，也可以为导电衬底。如衬底的材质可以为蓝宝石，这里以衬底为蓝宝石衬底为例进行说明，但不局限于此。
一种可选的实施例中，高压发光二极管芯片包括多个发光单元，每两个相邻的发光单元之间设有桥接区域，每个发光单元均包括N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层，且相邻发光单元之间通过连接电极电性连接。其中，连接电极包括电性连接P型半导体层的P侧连接部、电性连接N型半导体层的N侧连接部、以及连接P侧连接部和N侧连接部的中间连接部；其中，至少一连接电极呈连续的弯曲型结构。优选地，弯曲型结构至少包括两个弯曲部。示例性的，弯曲型结构为类“S”型或类“弓”型或类“己”型，其中，“S”型连接电极包括4个弯曲部，弓”型连接电极包括6个弯曲部。具体地，连接电极的第一部分和第二部分的弯曲方式与发光单元的排列方式、尺寸、以及N电极层和P电极层的形状有关。
一种可选的实施例中，当至少两个发光单元沿第一方向设置时，相邻两个发光单元通过呈连续的弯曲型结构的第一连接电极电性连接，第一连接电极包括位于N型半导体层上的第一N侧连接部、位于P型半导体层上的第一P侧连接部以及分别连接第一N侧连接部和第一P侧连接部的第一中间连接部；其中，第一P侧连接部至少包括两个弯曲部，第一N侧连接部至少包括一个弯曲部。可选地，当第一连接电极的个数大于等于2时，第一连接电极的结构相同。可选地，N电极层包括N侧主电极和N侧支电极，P电极层包括P侧主电极、第一P侧支电极和第二P侧支电极；第一连接电极的第一部分环绕N电极层的N侧支电极延伸，第一连接电极的第二部分延伸至P电极层的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构内。可选地，其中一个第一连接电极的第一部分环绕N电极层的N侧支电极延伸，其中一个第一连接电极的第二部分延伸至用于连接沿第二方向设置的相邻两个发光单元的第二连接电极的第一部分内；其中另一个第一连接电极的第一部分环绕第二连接电极的第二部分延伸，其中另一个第一连接电极的第二部分延伸至P电极层的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构内。
一种可选的实施例中，当至少两个发光单元沿第一方向设置且至少两个发光单元沿第二方向设置时，第一连接电极沿第一方向连接相邻两个发光单元，第二连接电极沿第二方向连接相邻两个发光单元，第一连接电极与第二连接电极的结构不同；其中，第一方向与第二方向不同。其中，第二连接电极为呈非连续的弯曲型结构或者连续的弯曲结构，当第二连接电极呈连续的弯曲结构时，第二连接电极的弯曲部个数与第一连接电极的弯曲部个数不同。示例性的，当两个发光单元沿第一方向设置且两个发光单元沿第二方向设置时，需要两个第一连接电极和一个第二连接电极电性连接这四个发光单元。当两个发光单元沿第一方向设置且三个发光单元沿第二方向设置时，需要三个第一连接电极和两个第二连接电极电性连接这六个发光单元。其中，第一方向与第二方向不同。优选地，第一方向与第二方向垂直，本申请实施例中，第一方向为竖向，即“Y方向”，第二方向为横向，即“X方向”。这样一来，任意发光单元的结构均为方正结构，便于芯片拼接。
举例说明，当高压发光二极管芯片为18V产品时，沿着第一方向排布有两个发光单元，且沿着第二方向排布有三个发光单元，每个发光单元的长边不大于衬底长边的1/2，每个发光单元的短边不小于衬底短边的1/3，且不大于衬底短边的2/3。当高压发光二极管芯片为6V产品、9V产品等，可以灵活调整每个发光单元的长边和短边，以使设置在衬底上的发光单元排布合理，便于N电极层的N侧支电极以及P电极层的第一P侧支电极和第二P侧支电极加长，从而使得电流传输路径加长，有利于电流扩展。
一种可选的实施例中，第一P侧连接部在P型半导体层上形成具有一开口的第一环形结构；其中，第一环形结构为圆环、长方形环、正方形环或多边形环。
一种可选的实施例中，第一P侧连接部的开口宽度小于该第一P侧连接部所在的发光单元的短边，这样可以保证在设置第一连接电极时，避免第一连接电极超出发光单元的边界。
一种可选的实施例中，中间连接部的宽度大于N侧连接部的宽度或P侧连接部的宽度。这里，中间连接部可以作为电流注入点，这样一来，将中间连接部加宽，可以防止电流在发光单元桥接处发生电流聚集。优选地，相邻发光单元之间设有桥接区域，第一中间连接部设置在远离桥接区域中心位置的边缘位置上。这里，第一中间连接部设置在远离桥接区域中心位置的边缘位置上，可以避免N电极层和P电极层的电流注入点距离过近，不仅不影响电极排布，还利于电流横向传导。
一种可选的实施例中，N电极层包括N侧主电极和N侧支电极，N侧支电极为弯曲结构；P电极层包括P侧主电极和至少一个P侧支电极，P侧支电极为弯曲结构。本申请实施例中的N侧支电极的电极延伸长度小于该N侧支电极所在的发光单元的衬底短边或衬底长边；至少一个P侧支电极的电极延伸长度均小于该P侧支电极所在的发光单元的衬底短边或衬底长边。优选地，N侧支电极的电极延伸长度、至少一个P侧支电极的电极延伸长度均大于衬底短边的一半且小于衬底短边，这样可以保证电流传输路径加长，有利于电流扩展。
在上述实施例中所述的N电极层和P电极层的基础上，本申请实施例中的第一连接电极包括位于N型半导体层上的第一N侧连接部、位于P型半导体层上的第一P侧连接部以及分别连接第一N侧连接部和第一P侧连接部的第一中间连接部；示例性的，第一N侧连接部包括沿第三方向或第一方向延伸的第一连接延伸部，以及沿第二方向延伸的第二连接延伸部；第一P侧连接部至少包括一个沿第一方向延伸的第三连接延伸部和沿第二方向延伸的第四连接延伸部。示例性的，第一N侧连接部包括沿第三方向延伸的第一连接延伸部，第一连接延伸部为弧状结构。示例性的，第一P侧连接部包括一个沿第一方向延伸的第三连接延伸部和两个沿第二方向延伸的第四连接延伸部。可选地，第一P侧连接部在P型半导体层上形成具有一开口的第一环形结构；这样一来，第一连接电极可以使得N电极层和P电极层达到首尾相连，进而使得高压发光二极管芯片中的电流单向传导，可以解决电流分布不均匀的问题，从而减少电流损失，提高高压发光二极管芯片的发光效率。
在上述实施例中所述的N电极层和P电极层的基础上，第二连接电极包括位于N型半导体层上的第二N侧连接部、位于P型半导体层上的第二P侧连接部以及分别连接第二N侧连接部和第二P侧连接部的第二中间连接部；其中，第二连接电极的第二P侧连接部至少包括一个沿第一方向延伸的第五连接延伸部和沿第二方向延伸的第六连接延伸部。
一种可选的实施例中，第二中间连接部设置在相邻发光单元之间的桥接区域的中心位置上。这样可以保证第二连接电极将相邻的第一连接电极准确连接，便于电极排布。
一种可选的实施例中，第二连接电极的第一部分包括两个弯曲部；其中一个弯曲部在第二方向上的延伸长度与其中另一个弯曲部在第二方向上的延伸长度之间的比值在1与4之间。
一种可选的实施例中，当其中另一个第一连接电极的第一部分环绕第二连接电极的第二部分延伸时，发光单元的长边分别与第一连接电极的第一部分之间的垂直距离之和不大于目标距离值；目标距离值为第一连接电极的第一部分分别与第二连接电极的第二部分之间的垂直距离之和。示例性的，第一连接电极的第一P侧连接部包括一个沿第一方向延伸的第三连接延伸部和两个沿第二方向延伸的第四连接延伸部；在该第二N侧连接部伸入该第一P侧连接部形成的第一环形结构内时，第一P侧连接部的两个第四连接延伸部分别与第二N侧连接部之间的垂直距离之和不小于目标距离值；目标距离值为该第一P侧连接部所在的发光单元的短边与第一P侧连接部的开口宽度之间的差值，开口宽度为两个第四连接延伸部之间的垂直距离，这样设置可以防止电流过于集中于电极周围区域，导致芯片边界处电流密度过低，致使发光单元发光不均匀。
一种可选的实施例中，第一N侧连接部的轮廓形状与用于容纳该第一N侧连接部的第二环形结构的轮廓形状相匹配和/或第一N侧连接部的轮廓形状与用于容纳该第一N侧连接部的空间结构的轮廓形状相匹配。
下面通过具体的实施例对本申请提供的高压发光二极管芯片进行示例性说明，但需注意本申请不限于以下所描述的实施例。
请参阅图1至图4，图1为本申请实施例所提供的第一种高压发光二极管芯片的平面结构示意图，图2为图1中A1-A1剖视图，图3为图1中B1-B1剖视图，图4为图1中C1-C1剖视图。如图1至图4所示，本申请实施例提供的高压发光二极管芯片，包括衬底100，以及设置在衬底100表面的三个发光单元，每个发光单元均包括N型半导体层200、多量子阱层300和P型半导体层900，每个发光单元的长边不大于衬底长边，每个发光单元的短边不小于衬底短边的1/4，且不大于衬底短边的1/3。
如图1所示，第三发光单元130上设有N电极层101，N电极层101与第三发光单元130上的N型半导体层电性连接；第一发光单元110上设有P电极层102，P电极层102与第一发光单元110上的P型半导体层电性连接。具体地，N电极层101包括N侧主电极1011和N侧支电极1012，N侧支电极1012包括沿第三方向延伸的第一N侧延伸部10121和沿第二方向延伸的第二N侧延伸部10122，第三方向位于第一方向和第二方向之间，其中，第一方向与第二方向垂直，第一方向为竖直方向，第二方向为横向方向。优选地，第一N侧延伸部10121为弧形结构，第二N侧延伸部10122为直线型结构。P电极层102包括P侧主电极1021、第一P侧支电极1022和第二P侧支电极1023；第一P侧支电极1022包括沿第二方向延伸的第一P侧延伸部；第二P侧支电极1023包括沿第一方向延伸的第二P侧延伸部10231和沿第二方向延伸的第三P侧延伸部10232，优选地，第一P侧延伸部包括沿第二方向延伸的直线型结构和沿第三方向延伸的弧形结构；第二P侧延伸部10231和第三P侧延伸部10232之间为弧状连接。
在上述P电极层102和N电极层101的基础上，当高压发光二极管芯片包括三个发光单元时，这三个发光单元沿第一方向设置，P电极层102与第一发光单元110的P型半导体层电性连接，N电极层101与第三发光单元130的N型半导体层电性连接；其中，第一方向与第二方向垂直。
第一连接电极150的一端环绕第三发光单元130的N电极层101的N侧支电极，第一连接电极150的另一端延伸至位于第二发光单元120上的第一连接电极140形成的第一环形结构，第一连接电极140的另一端延伸至第一发光单元110的P电极层102的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构。可选地，第一连接电极150和第一连接电极140的结构相同，便于刻蚀各个第一连接电极（140、150）在衬底上的垂直投影区域的形状。第一连接电极150和第一连接电极140均包括4个弯曲部，如第一连接电极140包括4个弯曲部（14011、14012、14013、14014）。其中，在第一连接电极140中，这里，第一连接电极（140、150）均设置成“倒S型”，以尽可能实现电流的扩散均匀性。
如图2至图4所示，覆盖在部分P型半导体层900的表面的绝缘保护层400可以为由SiO2/TiO2组成的 DBR反射层，进而增加对光的反射率。另外，绝缘保护层400还可以为由SiO2组成的单层绝缘层。
部分P型半导体层900的表面还设置有电流扩展层500，电流扩展层500为透明导电层，通常为ITO，具有电流扩展作用。
具体地，如图1所示，第一连接电极140包括位于N型半导体层上的第一N侧连接部1401、位于P型半导体层上的第一P侧连接部1403以及分别连接第一N侧连接部1401和第一P侧连接部1403的第一中间连接部1402；其中，第一P侧连接部1403包括3个弯曲部，第一N侧连接部1401包括1个弯曲部。优选地，第一P侧连接部1403在P型半导体层上形成具有一开口的第一环形结构；这里，第一环形结构为长方形环。优选地，第一P侧连接部1403的开口宽度小于该第一P侧连接部1402所在的发光单元的短边。优选地，第一中间连接部1402的宽度大于第一N侧连接部1401的宽度或第一P侧连接部1403的宽度，可以防止电流聚集。此外，相邻发光单元之间设有桥接区域，第一中间连接部1402设置在远离桥接区域中心位置的边缘位置上，可以避免N电极层101和P电极层102的电流注入点距离过近，不仅不影响电极排布，还利于电流横向传导。
需要说明的是，本申请实施例中的第一连接电极中的弧形结构，由于轮廓较为光滑，便于在高压发光二极管芯片上刻蚀第一连接电极在衬底上的垂直投影区域的形状。
另外，本申请实施例还提供了第二种高压发光二极管芯片，如图5和图6所示，当高压发光二极管芯片包括两个发光单元，这两个发光单元沿第一方向设置，P电极层602与第二发光单元620的P型半导体层电性连接，N电极层601与第一发光单元640的N型半导体层电性连接；其中，也可以如图5所示，P电极层502与其中一发光单元的P型半导体层电性连接，N电极层501与其中另一发光单元的N型半导体层电性连接。进一步地，第一连接电极630包括4个弯曲部（63011、63012、63013、63014）具体请参照图5和图6所示，这里不再赘述。
请参阅图7至图12，图7为本申请实施例所提供的第四种高压发光二极管芯片的平面结构示意图，图8为图7中A2-A2剖视图，图9为图7中B2-B2剖视图，图10为图7中C2-C2剖视图，图11为图7中D2-D2剖视图，图12为本申请实施例所提供的第四种高压发光二极管芯片的部分结构示意图。如图7至图12所示，本申请实施例提供的第四种高压发光二极管芯片，包括衬底700，以及设置在衬底700表面的六个发光单元，每个发光单元均包括N型半导体层210、多量子阱层310和P型半导体层910；每个发光单元的长边不大于衬底长边的1/2，每个发光单元的短边不小于衬底短边的1/3，且不大于衬底短边的2/3。
如图7所示，第六发光单元760上设有N电极层701，N电极层701与第六发光单元760上的N型半导体层电性连接；第一发光单元710上设有P电极层702，P电极层702与第一发光单元710上的P型半导体层电性连接。具体地，N电极层701包括N侧主电极7011和N侧支电极7012，N侧支电极7012包括沿第三方向延伸的第一N侧延伸部70121和沿第二方向延伸的第二N侧延伸部70122，第三方向位于第一方向和第二方向之间，其中，第一方向与第二方向垂直，第一方向为竖直方向，第二方向为横向方向。优选地，第一N侧延伸部70121为弧形结构，第二N侧延伸部70122为直线型结构。P电极层702包括P侧主电极7021、第一P侧支电极7022和第二P侧支电极7023；第一P侧支电极7022包括沿第二方向延伸的第一P侧延伸部；第二P侧支电极7023包括沿第一方向延伸的第二P侧延伸部70231和沿第二方向延伸的第三P侧延伸部70232，优选地，第一P侧延伸部包括沿第二方向延伸的直线型结构和沿第三方向延伸的弧形结构；第二P侧延伸部70231和第三P侧延伸部70232之间为弧状连接。
在上述P电极层702和N电极层701的基础上，当高压发光二极管芯片包括六个发光单元时，这六个发光单元按照沿第一方向设置两个且沿第二方向设置三个的形式进行排布，定义P电极层702所在的发光单元为第一发光单元710，定义N电极层701所在的发光单元为第六发光单元760，P电极层702与第一发光单元710的P型半导体层电性连接，N电极层701与第六发光单元760的N型半导体层电性连接。
第一连接电极790的一端环绕第六发光单元760的N电极层701的N侧支电极且延伸至位于第五发光单元750上的第二连接电极820形成的第二环形结构，第二连接电极820的另一端延伸至第四发光单元740的第一连接电极780形成的第一环形结构，第一连接电极780的另一端延伸至第三发光单元730的第二连接电极810形成的第二环形结构，第二连接电极810的另一端延伸至第二发光单元720的第一连接电极770形成的第一环形结构，第一连接电极770的另一端延伸至第一发光单元710的P电极层702的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构。
第一连接电极770、第一连接电极780和第一连接电极790的结构可以设置的相同，第二连接电极810和第二连接电极820的结构也可以设置的相同，这样便于刻蚀各个第一连接电极（770、780、790）和各个第二连接电极（810、820）在衬底上的垂直投影区域的形状。这里，第一连接电极（770、780、790）均设置成“倒S型”，均包括4个弯曲部，其中，第一P侧连接部包括3个弯曲部，第一N侧连接部包括1个弯曲部，以尽可能实现电流的扩散均匀性。
如图8至图11所示，覆盖在部分P型半导体层910的表面的绝缘保护层410可以为由SiO2/TiO2组成的 DBR反射层，进而增加对光的反射率。另外，绝缘保护层410还可以为由SiO2组成的单层绝缘层。
部分P型半导体层910的表面还设置有电流扩展层510，电流扩展层510为透明导电层，通常为ITO，具有电流扩展作用。
电流阻挡层610实际也是一层绝缘层，通常也是SiO2；其中，电流阻挡层610（1）通常位于第一连接电极770和/或第二连接电极810下方，避免第一连接电极770和/或第二连接电极810与衬底（蓝宝石衬底）直接接触；（2）位于N电极层701和或P电极707的下方，电流扩展层510设置于P型半导体层上，更进一步地设置于P型半导体层上的电流阻挡层610与P电极层102之间，此时的电流阻挡层610的目的是防止电流沿最短路径流通，通过电流扩展层510对电流的扩展作用在N型半导体层上和P型半导体层上尽可能的均匀分布。
其中，第一连接电极的描述可以参考上述针对图5的描述，这里不再赘述。
具体地，如图12所示，第二连接电极820包括位于N型半导体层上的第二N侧连接部8201、位于P型半导体层上的第二P侧连接部8202以及分别连接第二N侧连接部8201和第二P侧连接部8202的第二中间连接部8203；其中，第二连接电极820呈连续的弯曲结构，包括3个弯曲部。优选地，第二P侧连接部8202在P型半导体层上形成具有一开口的第二环形结构；这里，第二环形结构为长方形环。此外，第二中间连接部8203设置在相邻发光单元之间的桥接区域的中心位置上。
可选地，如图12所示，第二连接电极820的第二N侧连接部8201与第一连接电极的第一P侧连接部1402连接，且该第二N侧连接部8201伸入该第一P侧连接部1402形成的第一环形结构内；第一连接电极790的第一N侧连接部1401与第二连接电极820的第二P侧连接部8202连接，且该第一N侧连接部1401伸入该第二P侧连接部8202形成的第二环形结构内。
或者如图13所示，N电极层801与其中一发光单元的N型半导体层电性连接，P电极层802与其中另一发光单元的P型半导体层电性连接。示例性的，第一连接电极890的第一N侧延伸部与第二连接电极880的第二P侧连接部连接，其中，第一连接电极890包括5个弯曲部（18011、18012、18013、18014、18015），第二连接电极880包括2个弯曲部（28011、28012）。
另外，第一N侧连接部中第一连接延伸部对应的弧形结构与第一P侧延伸部中弧形结构的半径相等，使得第一N侧连接部的轮廓形状与用于容纳该第一N侧连接部的空间结构的轮廓形状相匹配（图12中未示出，可参见图7）。
需要说明的是，本申请实施例中第一连接电极和第二连接电极中的弧形结构，由于轮廓较为光滑，便于在高压发光二极管芯片上刻蚀第一连接电极和第二连接电极在衬底上的垂直投影区域的形状。
具体地，如图12所示，优选地，发光单元的长边L不大于元件长边的1/2，发光单元的长边W不小于元件短边的1/3，且不大于元件短边的2/3。第二连接电极820的第一部分包括两个弯曲部；其中一个弯曲部在第二方向上的延伸长度与其中另一个弯曲部在第二方向上的延伸长度之间的比值在1与4之间，即S2/S1=1/4。可选地，当其中另一个第一连接电极的第一部分环绕第二连接电极的第二部分延伸时，发光单元的长边分别与第一连接电极的第一部分之间的垂直距离之和不大于目标距离值；目标距离值为第一连接电极的第一部分分别与第二连接电极的第二部分之间的垂直距离之和，即d1+d4≦d2+d3，这样设置可以防止电流过于集中于电极周围区域，导致芯片边界处电流密度过低，致使发光单元发光不均匀。
需要补充的是，上述实施例以正装的高压发光二极管芯片为例进行说明，此外，本申请实施例中的连接电极也可以应用在倒装的高压发光二极管芯片中，在此不再赘述。
本申请实施例通过上述设置可以使得N电极层和P电极层达到首尾相连，进而使得高压发光二极管芯片中的电流单向传导，可以解决现有技术中存在的多条电极分流会导致高压发光二极管芯片表面的电流分布不均匀的问题，从而减少电流损失，提高高压发光二极管芯片的发光效率。同时将第一连接电极的第一中间连接部加宽，可以防止电流在发光单元桥接处发生电流聚集，可以保证电流在注入点扩散的更均匀；另外，第一中间连接部设置在远离桥接区域中心位置的边缘位置上，可以避免N电极层和P电极层的电流注入点距离过近，不仅不影响电极排布，还利于电流横向传导。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种高压发光二极管芯片，其特征在于，包括：衬底，以及设置在衬底表面的至少两个发光单元，每个发光单元均包括N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层；
N电极层，与其中一发光单元的N型半导体层电性连接；
P电极层，与其中另一发光单元的P型半导体层电性连接；
连接电极，包括电性连接P型半导体层的P侧连接部、电性连接N型半导体层的N侧连接部、以及连接P侧连接部和N侧连接部的中间连接部；
其中，至少一连接电极有且只有两个端部，从一个端部至另一个端部呈连续的弯曲型结构。
2.根据权利要求1所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，所述弯曲型结构至少包括两个弯曲部。
3.根据权利要求1所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，当至少两个发光单元沿第一方向设置时，相邻两个发光单元通过呈连续的弯曲型结构的第一连接电极电性连接，所述第一连接电极包括位于N型半导体层上的第一N侧连接部、位于P型半导体层上的第一P侧连接部以及分别连接所述第一N侧连接部和所述第一P侧连接部的第一中间连接部；
其中，第一P侧连接部至少包括两个弯曲部，第一N侧连接部至少包括一个弯曲部。
4.根据权利要求3所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，当所述第一连接电极的个数大于等于2时，第一连接电极的结构相同。
5.根据权利要求3所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，所述N电极层包括N侧主电极和N侧支电极，所述P电极层包括P侧主电极、第一P侧支电极和第二P侧支电极；
第一连接电极的第一部分环绕所述N电极层的N侧支电极延伸，第一连接电极的第二部分延伸至P电极层的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构内。
6.根据权利要求3或5所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，
当至少两个发光单元沿第一方向设置且至少两个发光单元沿第二方向设置时，第一连接电极沿第一方向连接相邻两个发光单元，第二连接电极沿第二方向连接相邻两个发光单元，第一连接电极与第二连接电极的结构不同；其中，所述第一方向与所述第二方向不同。
7.根据权利要求6所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，第二连接电极为呈非连续的弯曲型结构或者连续的弯曲结构，当第二连接电极呈连续的弯曲结构时，第二连接电极的弯曲部个数与第一连接电极的弯曲部个数不同。
8.根据权利要求6所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，
其中一个第一连接电极的第一部分环绕所述N电极层的N侧支电极延伸，所述其中一个第一连接电极的第二部分延伸至用于连接沿第二方向设置的相邻两个发光单元的第二连接电极的第一部分内；其中另一个第一连接电极的第一部分环绕所述第二连接电极的第二部分延伸，所述其中另一个第一连接电极的第二部分延伸至所述P电极层的第一P侧支电极和第二P侧支电极形成的空间结构内。
9.根据权利要求3所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，所述第一P侧连接部在P型半导体层上形成具有一开口的第一环形结构；其中，所述第一环形结构为圆环、长方形环、正方形环或多边形环。
10.根据权利要求9所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，所述第一P侧连接部的开口宽度小于该第一P侧连接部所在的发光单元的短边。
11.根据权利要求1所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，所述中间连接部的宽度大于所述N侧连接部的宽度或所述P侧连接部的宽度。
12.根据权利要求3所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，相邻发光单元之间设有桥接区域，所述第一中间连接部设置在远离所述桥接区域中心位置的边缘位置上。
13.根据权利要求8所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，所述第二连接电极的第一部分包括两个弯曲部；其中一个弯曲部在第二方向上的延伸长度与其中另一个弯曲部在第二方向上的延伸长度之间的比值在1与4之间。
14.根据权利要求8所述的高压发光二极管芯片，其特征在于，当其中另一个第一连接电极的第一部分环绕所述第二连接电极的第二部分延伸时，所述发光单元的长边分别与第一连接电极的第一部分之间的垂直距离之和不大于目标距离值；所述目标距离值为第一连接电极的第一部分分别与所述第二连接电极的第二部分之间的垂直距离之和。
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