CN205264742U - 一种高亮度正装发光二极管 - Google Patents

Abstract

一种高亮度正装发光二极管，涉及发光二极管技术领域。本实用新型包括衬底以及置于衬底上方依次由N型半导体层、发光层、P型半导体层和透明导电层组成的发光结构。在N型半导体层上的一端置有N型电极，透明导电层上、与N型电极相对的另一端置有P型电极。其结构特点是，所述P型半导体层分割成若干块P型半导体层分区，所述透明导电层相应的分割成若干块透明导电层分区。分离的P型半导体层分区和覆盖在P型半导体层分区上方的透明导电层分区组成P型欧姆接触层分区，P型欧姆接触层分区之间依次通过P电极延伸线连接。同现有技术相比，本实用新型改善了正装芯片的电流分布状况，同时改变了正装芯片出光表面的物理结构，有利于提高LED发光亮度和降低器件的整体压降。

Description

一种高亮度正装发光二极管

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术领域，特别是一种高亮度正装发光二极管。

背景技术

发光二极管（英文名为LightingEmittingDiode，简称LED）是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有无污染、高亮度、功耗小、寿命长、工作电压低、易小型化等优点。自20世纪90年代氮化镓（GaN）基LED开发成功以来，随着研究的不断进展，其发光亮度也不断提高，应用领域也越来越广。

参见图1，现有技术中的正装发光二极管结构，包括衬底1，由下往上堆叠的N型半导体层2、发光层3、P型半导体层4、透明导电层5、P型电极6以及设置在N型半导体层2裸露表面上的N型电极7。由于P型半导体层4相对N型半导体层2电导率低2~3个量级，电流注入后在P型半导体层4的横向扩展状况很差，导致器件的整体转换效率低，影响器件的发光效率。同时，由于P型半导体层4表面全部覆盖的透明导电层5，因为界面全反射与材料内部吸收的原因，造成一定程度的光损失，从而降低了LED器件的转换效率和光取出效率。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种高亮度正装发光二极管。该发光二极管结构改善了正装芯片的电流分布状况，同时改变了正装芯片出光表面的物理结构，有利于提高LED发光亮度和降低器件的整体压降。

为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现：

一种高亮度正装发光二极管，它包括衬底以及置于衬底上方依次由N型半导体层、发光层、P型半导体层和透明导电层组成的发光结构。在N型半导体层上的一端置有N型电极，透明导电层上、与N型电极相对的另一端置有P型电极。其结构特点是，所述P型半导体层分割成若干块P型半导体层分区，所述透明导电层相应的分割成若干块透明导电层分区。分离的P型半导体层分区和覆盖在P型半导体层分区上方的透明导电层分区组成P型欧姆接触层分区，P型欧姆接触层分区之间依次通过P电极延伸线连接。

在上述发光二极管中，所述P型欧姆接触层分区表面为长方形、三角形或者按任意平面图形分割形成。

在上述发光二极管中，所述P电极延伸线为直线形状或弯曲形状，P电极延伸线设有一条或者若干条。

在上述发光二极管中，所述透明导电层分区的厚度在100-3000埃的范围内根据需求进行选择。

在上述发光二极管中，所述各透明导电层分区的厚度可以不全部相同。

在上述发光二极管中，所述每块P型半导体层分区和覆盖在该P型半导体层分区上的透明导电层分区的形状一致，透明导电层分区的边缘相对于P型半导体层分区的边缘均匀向内缩小5-20μm。

本实用新型由于采用了上述结构，将P型半导体层及其表面覆盖的透明导电层进行隔断分区，以介电质材料填充隔断的沟槽，以P电极延伸线将各个分区实现电气连接。本实用新型隔断的P型半导体层及透明导电层在电流注入后通过将电流限制在隔断分区内的方式，提高电流注入及扩散的效率，提升P型半导体层表面的电流扩展及其均匀性，从而提升LED亮度，降低器件的电压，实现发光二极管器件整体发光效率的提升。同时，本实用新型结构减少了各个隔断分区中间的材料堆叠及表面的物理形貌，通过改变光的传播路径提升器件的光取出效率。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是现有技术中正装结构LED示意图；

图2本实用新型发光二极管结构示意图；

图3为图2的俯视图。

具体实施方式

参看图2、图3，本实用新型高亮度正装发光二极管包括衬底1以及置于衬底1上方依次由N型半导体层2、发光层3、P型半导体层和透明导电层组成的发光结构。在N型半导体层2上的一端置有N型电极7，透明导电层上、与N型电极7相对的另一端置有P型电极6。P型半导体层分割成若干块P型半导体层分区41，透明导电层相应的分割成若干块透明导电层分区51。每块透明导电层分区51的厚度在100-3000埃的范围内根据需要进行选择，每块透明导电层分区51厚度可以全部相同，也可以全部都不相同。每块P型半导体层分区41和覆盖在该P型半导体层分区41上的透明导电层分区51的形状一致，透明导电层分区51的边缘相对于P型半导体层分区41的边缘均匀向内缩小5-20μm。

分离的P型半导体层分区41和覆盖在P型半导体层分区41上方的透明导电层分区51组成P型欧姆接触层分区结构，P型欧姆接触层分区表面为长方形、三角形或者按任意平面图形分割形成。P电极延伸线61为直线形状或弯曲形状，P电极延伸线61可以采用一条或者若干条，该P电极延伸线61保证将每块P型欧姆接触层分区依次电气连接。

本实用新型发光二极管的制备方法，包括以下步骤：

1）在衬底1上采用金属有机物化学汽相沉积技术分别外延生长

N型半导体层2，发光层3、P型半导体层以及透明导电层。

2）利用物理镀膜的方法，配合光刻、湿法/干法刻蚀技术将透

明导电层分割成若干块不同形状、彼此隔断的透明导电层独立分区，形成透明导电层分区51，透明导电层分区51的厚度可在100-3000埃的范围内根据需要进行选择。

3）根据设计需求，通过多次物理镀膜、光刻和湿法刻蚀对每个透明导电层分区51的厚度进行调整。

4）利用光刻和等离子体刻蚀技术制备不同形状、彼此隔断的P

型半导体层独立分区，形成P型半导体层分区41，分离的P型半导体层41和覆盖在P型半导体层41上方的透明导电层分区51组成P型欧姆接触层分区。

5)在P型欧姆接触层分区的隔断沟槽中间以介电质材料做填充，然后在上面利用物理镀膜、光刻和湿法刻蚀技术的工艺组合制备P型电极6，P型欧姆接触层分区的隔断沟槽内的介电质材料形成P电极延伸线61。

6）利用物理镀膜、光刻和湿法刻蚀技术的工艺组合制备得到N

型电极7。

7)将发光二极管从衬底1背面减薄。

8)将器件利用激光切割并且劈裂成单颗晶粒。

上述步骤2）、3）、4）中，P型半导体层及透明导电层的隔断分区形状先通过光刻掩膜版的设计，然后利用光刻技术，湿法刻蚀和干法刻蚀的方法进行制备。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，并不限于本实用新型的其它实施方式，凡属本实用新型的技术路线原则之内，所做的任何显而易见的修改、替换或改进，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高亮度正装发光二极管，它包括衬底（1）以及置于衬底（1）上方依次由N型半导体层（2）、发光层（3）、P型半导体层和透明导电层组成的发光结构，在N型半导体层（2）上的一端置有N型电极（7），透明导电层上、与N型电极（7）相对的另一端置有P型电极（6），其特征在于：所述P型半导体层分割成若干块P型半导体层分区（41），所述透明导电层相应的分割成若干块透明导电层分区（51），分离的P型半导体层分区（41）和覆盖在P型半导体层分区（41）上方的透明导电层分区（51）组成P型欧姆接触层分区，P型欧姆接触层分区之间依次通过P电极延伸线（61）连接。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述P型欧姆接触层分区表面为长方形、三角形或者按任意平面图形分割形成。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于：所述P电极延伸线（61）为直线形状或弯曲形状，P电极延伸线（61）设有一条或者若干条。

4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于：所述透明导电层分区（51）的厚度在100-3000埃的范围内根据需求进行选择。

5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述各透明导电层分区（51）的厚度可以不全部相同。

6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于：所述每块P型半导体层分区（41）和覆盖在该P型半导体层分区（41）上的透明导电层分区（51）的形状一致，透明导电层分区（51）的边缘相对于P型半导体层分区（41）的边缘均匀向内缩小5-20μm。