CN202405304U - 改善电流传输堵塞的led芯片结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改善电流传输堵塞的LED芯片结构，其包括衬底及位于衬底上方的P电极与N电极；N电极与衬底上方的N型氮化镓层电连接；所述N型氮化镓层内设有改善传输槽，所述改善传输槽在N型氮化镓层内从N型氮化镓层表面向衬底方向延伸，所述N电极填充于改善传输槽内，并覆盖于N型氮化镓层对应的表面。本实用新型通过位于改善传输槽内的N电极能分担相应的电势线，避免电势线聚集在N电极与N型氮化镓层的结合部，能扩大电势线的接触面积，避免电势线过渡聚集时产生电流堵塞，降低电流堵塞产生的发热现象，同时，能够提高LED芯片的出光效率；结构简单紧凑，与现有加工工艺相兼容，延长了LED芯片使用寿命，安全可靠。

Description

改善电流传输堵塞的LED芯片结构

技术领域

本实用新型涉及一种LED芯片结构，尤其是一种改善电流传输堵塞的LED芯片结构，属于LED芯片的技术领域。

背景技术

LED(Lighting Emitting Diode)即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。当前节能环保是全球重要问题，低碳生活逐渐深入人心。在照明领域，功率LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED具有节能、环保、寿命长、结构牢固，响应时间快等特点，可以广泛应用于各种普通照明、背光源、显示、指示和城市夜景等领域。LED光源制造流程分为芯片制备和封装。其中，功率LED芯片一般制备工艺为：首先在衬底上通过MOCVD外延炉制作氮化镓基的外延片，接下来对LED的PN结的两个电极进行加工，并对LED毛片进行减薄，划片；然后对毛片进行分选和测试。

目前，传统LED芯片中PN中对应的两个电极通过蒸镀形成，当电流同侧双电极的芯片两个电极间传输时芯片容易产生电流堵塞，如图1所示。图1中的曲线表示相应的电势线，当电势线从透明导电层指向N电极与N型氮化镓层的结合部，当电势线聚集很多时，即容易产生堵塞，从而使得LED芯片产生相应的热量，对应区域的LED芯片发光效率低，影响LED芯片的使用。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种改善电流传输堵塞的LED芯片结构，其结构简单紧凑，提高了LED芯片的发光效率，与现有加工工艺相兼容，延长了LED芯片使用寿命，安全可靠。

按照本实用新型提供的技术方案，所述改善电流传输堵塞的LED芯片结构，包括衬底及位于所述衬底上方的P电极与N电极；所述N电极与衬底上方的N型氮化镓层电连接；所述N型氮化镓层内设有改善传输槽，所述改善传输槽在N型氮化镓层内从N型氮化镓层表面向衬底方向延伸，所述N电极填充于改善传输槽内，并覆盖于N型氮化镓层对应的表面。

所述改善传输槽在N型氮化镓层内的深度为1～2μm。所述N型氮化镓层覆盖于衬底上，所述N型氮化镓层上设有量子阱，所述量子阱上设有P型氮化镓层，所述P型氮化镓层上设有透明导电层，所述透明导电层上设有钝化层，所述钝化层包覆透明导电层及位于所述透明导电层下方的P型氮化镓层与量子阱；所述P电极穿过钝化层与透明导电层电连接。

所述N型氮化镓层对应于与N电极相连的端部设有连接台阶。所述衬底为蓝宝石基板。所述钝化层的材料包括二氧化硅。

本实用新型的优点：衬底上设置N型氮化镓层，N型氮化镓层上设置P型氮化镓层，N型氮化镓层与N电极等电位连接；P型氮化镓层通过透明导电层与P电极等电位连接，从而能够构成LED芯片的两个电极；N型氮化镓层内设置改善传输槽，N电极填充于改善传输槽内并覆盖相应N型氮化镓层表面；通过位于改善传输槽内的N电极能分担相应的电势线，避免电势线聚集在N电极与N型氮化镓层的结合部，能扩大电势线的接触面积，避免电势线过渡聚集时产生电流堵塞，降低电流堵塞产生的发热现象，同时，能够提高LED芯片的出光效率；结构简单紧凑，与现有加工工艺相兼容，延长了LED芯片使用寿命，安全可靠。

附图说明

图1为现有LED芯片结构的示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图2所示：本实用新型包括衬底1、N型氮化镓层2、量子阱3、P型氮化镓层4、透明导电层5、P电极6、钝化层7、改善传输槽8、N电极9及连接台阶10。

如图2所示：所述衬底1上淀积有N型氮化镓层2，所述N型氮化镓层2覆盖于衬底1上，衬底1采用蓝宝石基板。N型氮化镓层2上设有量子阱3，所述量子阱3上设有P型氮化镓层4；为了能够扩大电流导通，所述P型氮化镓层4上设有透明导电层5，所述透明导电层5覆盖于P型氮化镓层4上，并与所述P型氮化镓层4电连接。透明导电层5上淀积有钝化层7，所述钝化层7覆盖于透明导电层5，并包覆透明导电层5下方的P型氮化镓层4及量子阱3。钝化层7的材料包括二氧化硅，钝化层7上设有P电极6，钝化层7上设有接触孔，P电极6填充于接触孔内，并与透明导电层5等电位连接。所述量子阱3、P型氮化镓层4及透明导电层5的材料、厚度及形成工艺均与现有LED芯片制备工艺相一致。

为了能够将N型氮化镓层2引出，所述N型氮化镓层2上设有连接台阶10，N型氮化镓层2通过连接台阶10能够裸露相应的表面，从而能够在N型氮化镓层2上设置N电极9。为了避免N电极9与P电极6连接时，电势线过渡聚集造成的电流堵塞，在N型氮化镓层2内刻蚀形成改善传输槽8，所述改善传输槽8从连接台阶10的表面向N型氮化镓层2内延伸，即从N型氮化镓层2表面向衬底1的方向延伸；且改善传输槽8在N型氮化镓层2内延伸的距离小于N型氮化镓层2的厚度，具体地，改善传输槽8在N型氮化镓层2内的深度为1～2μm。N电极9填充于改善传输槽8内，并与N型氮化镓层2等电位连接；从而形成LED芯片的P电极6与N电极9的结构。当刻蚀改善传输槽8后，在设置N电极9时，先通过金属填充于改善传输槽8内，使得金属填充改善传输槽8，所述金属可以采用铝；然后通过常规电极的蒸镀同时形成N电极9及P电极6，通过上述步骤后，能够提高形成N电极9后的可靠性。

如图2所示：使用时，所述LED芯片通过N电极9及P电极6分别与外部电源相连。当LED芯片与电源连接后，电流通过透明导电层5扩散后进入P型氮化镓层4，电势线从P电极6指向N电极9，通过N电极9与P电极6构成回路时，LED芯片向外发出光。当N型氮化镓层2内设置改善传输槽8，且N电极9的下部填充改善传输槽8后时，由于位于改善传输槽8内及位于改善传输槽8外的N电极9均等电位；所述改善传输槽8的侧壁能分担相应的电势线，避免现有电势线全部集中指向N电极9与N型氮化镓层2的结合部，能扩大电势线的接触面积，避免电势线过渡聚集时产生电流堵塞，降低电流堵塞产生的发热现象，同时，能够提高LED芯片的出光效率。图2中电势线从透明导电层指向改善传输槽8的侧壁，通过改善传输槽8侧壁分担相应电势线后，能够避免电势线的过渡聚集，降低电流堵塞的情况。

本实用新型衬底1上设置N型氮化镓层2，N型氮化镓层2上设置P型氮化镓层4，N型氮化镓层2与N电极9等电位连接；P型氮化镓层4通过透明导电层5与P电极6等电位连接，从而能够构成LED芯片的两个电极；N型氮化镓层2内设置改善传输槽8，N电极9填充于改善传输槽8内并覆盖相应N型氮化镓层2表面；通过位于改善传输槽8内的N电极9能分担相应的电势线，避免电势线聚集在N电极9与N型氮化镓层2的结合部，能扩大电势线的接触面积，避免电势线过渡聚集时产生电流堵塞，降低电流堵塞产生的发热现象，同时，能够提高LED芯片的出光效率；结构简单紧凑，与现有加工工艺相兼容，延长了LED芯片使用寿命，安全可靠。

Claims (5)

1.一种改善电流传输堵塞的LED芯片结构，包括衬底（1）及位于所述衬底（1）上方的P电极（6）与N电极（9）；所述N电极（9）与衬底（1）上方的N型氮化镓层（2）电连接；其特征是：所述N型氮化镓层（2）内设有改善传输槽（8），所述改善传输槽（8）在N型氮化镓层（2）内从N型氮化镓层（2）表面向衬底（1）方向延伸，所述N电极（9）填充于改善传输槽（8）内，并覆盖于N型氮化镓层（2）对应的表面。

2.根据权利要求1所述的改善电流传输堵塞的LED芯片结构，其特征是：所述改善传输槽（8）在N型氮化镓层（2）内的深度为1~2μm。

3.根据权利要求1所述的改善电流传输堵塞的LED芯片结构，其特征是：所述N型氮化镓层（2）覆盖于衬底（1）上，所述N型氮化镓层（2）上设有量子阱（3），所述量子阱（3）上设有P型氮化镓层（4），所述P型氮化镓层（4）上设有透明导电层（5），所述透明导电层（5）上设有钝化层（7），所述钝化层（7）包覆透明导电层（5）及位于所述透明导电层（5）下方的P型氮化镓层（4）与量子阱（3）；所述P电极（6）穿过钝化层（7）与透明导电层（5）电连接。

4.根据权利要求3所述的改善电流传输堵塞的LED芯片结构，其特征是：所述N型氮化镓层（2）对应于与N电极（9）相连的端部设有连接台阶（10）。

5.根据权利要求1所述的改善电流传输堵塞的LED芯片结构，其特征是：所述衬底（1）为蓝宝石基板。

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