CN205508857U - 一种孔洞电极的发光二极管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种孔洞电极的发光二极管，包括：衬底、氮化镓基、多个电极孔洞、电流扩展层、绝缘层和电极结构，其特征在于所述电极孔洞数量大于3，且所述电极孔洞对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，将连续的finger线变成不连续的电极孔洞，化线为点，大大减少有源层的刻蚀面积，从而提高发光效率。

Description

一种孔洞电极的发光二极管

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种孔洞电极的发光二极管。

背景技术

发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）具有高亮度、低能耗、响应速度快等优点，发光二极管作为新型高效的固体光源，在室内照明、景观照明、显示屏、信号指示等领域都有广泛的应用。

目前，发光二极管的N型电极和P型电极的结构都为圆环电极加电流扩展线（finger）（如图1a和1b所示），这样的结构使电流分布均匀，从而起到电流扩展作用。但是，电极finger线的制备需要蚀刻部分有源层，减少发光面积，导致发光二极管亮度降低。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种孔洞电极的发光二极管，以解决现有技术中finger线使亮度降低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种孔洞电极的发光二极管，包括：

衬底；

氮化镓基，所述氮化镓基位于所述衬底表面包括：位于所述衬底表面的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层背离所述衬底一侧的有源层，位于所述有源层背离所述N型氮化镓层一侧的P型氮化镓层；

多个电极孔洞，所述电极孔洞位于所述氮化镓基内，完全贯穿所述P型氮化镓层和所述有源层，延伸至所述N型氮化镓层表面；

电流扩散层，所述电流扩散层位于所述P型氮化镓层背离所述有源层一侧表面；

绝缘层，所述绝缘层位于所述电极孔洞侧壁，且覆盖相邻电极孔洞之间电流扩散层表面；

电极结构，所述电极结构包括：位于所述绝缘层表面且完全填充所述电极孔洞的N型电极，和位于未覆盖有所述绝缘层的电流扩展层表面的P型电极；

其特征在于，所述电极孔洞数量大于3，且所述电极孔洞对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接。

优选的，所述电极孔洞为等大或不等大。

优选的，所述电极孔洞呈对称排列。

优选的，所述电极孔洞可以为圆形、椭圆形、方形、三角形或菱形。

优选的，所述导电性连接为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金的线性连接。

优选的，所述P型电极和N型电极的材料为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金，其厚度范围为2-4um。

优选的，所述线性连接为串联连接。

优选的，还包括：位于所述P型氮化镓层和电流扩展层之间的电流阻挡层。

与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案具有以下优点：

本实用新型提供的一种孔洞电极的发光二极管，包括3个以上的电极孔洞，且所述电极孔洞对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，使发光二极管的电流分布更均匀。此外，与传统的由圆形电极连接finger线组成的N型电极相比，本实用新型通过形成3个以上电极孔洞，且所述电极孔洞的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，将连续的finger线变成不连续的电极孔洞，化线为点，大大减少有源层的刻蚀面积，从而提高发光效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对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的附图。

图1a为现有技术中具有圆环电极加电流扩展线（finger）电极结构的发光二极管的结构示意图；

图1b为现有技术中具有圆环电极加电流扩展线（finger）电极结构的发光二极管的电极俯视图；

图2a为本实用新型一种具体实施方式所提供的具有通孔电极的发光二极管的结构示意图；

图2b为本实用新型一种具体实施方式所提供的具有通孔电极的发光二极管的电极俯视图；

图3为本实用新型另一种具体实施方式所提供的具有通孔电极的发光二极管的电极俯视图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中的N型电极和P型电极的结构都为圆环电极加电流扩展线（finger），这样的结构会减少发光面积， 降低发光二极管亮度。

发明人研究发现，这是因为现有技术中在制作finger线的时候，需要刻蚀部分的有源层和P型氮化镓层，不仅减小了有源层的面积和P型氮化镓层的面积，同时降低了P型氮化镓层的结构强度，从而降低发光二极管的亮度。

基于上述研究的基础上，本实用新型实施例提供了一种孔洞电极的发光二极管，包括：

衬底；

氮化镓基，所述氮化镓基位于所述衬底表面包括：位于所述衬底表面的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层背离所述衬底一侧的有源层，位于所述有源层背离所述N型氮化镓层一侧的P型氮化镓层；

多个电极孔洞，所述电极孔洞位于所述氮化镓基内，完全贯穿所述P型氮化镓层和所述有源层，延伸至所述N型氮化镓层表面；

电流扩散层，所述电流扩散层位于所述P型氮化镓层背离所述有源层一侧表面；

绝缘层，所述绝缘层位于所述电极孔洞侧壁，且覆盖相邻电极孔洞之间电流扩散层表面；

电极结构，所述电极结构包括：位于所述绝缘层表面且完全填充所述电极孔洞的N型电极，和位于未覆盖有所述绝缘层的电流扩展层表面的P型电极；

其特征在于，所述电极孔洞数量大于3，且所述电极孔洞对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接。

与现有技术相比，本实用新型所提供的技术方案具有以下优点：

本实用新型提供的一种孔洞电极的发光二极管，包括3个以上的电极孔洞，且所述电极孔洞的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，使发光二极管的电流分布更均匀。此外，与传统的由圆形电极连接finger线组成的N型电极相比，本实用新型通过形成多个电极孔洞，且所述电极孔洞的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，将连续的finger线变成不连续的电极孔洞，化线为点，大大减少有源层的刻蚀面积，从而提高发光效率。

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

结合图2a和图2b来说明本实用新型一种具体实施方式的具有通孔电极的发光二极管的结构。图2a为本实用新型一种具体实施方式所提供的具有通孔电极的发光二极管的结构示意图，图2b为本实用新型一种具体实施方式所提供的具有通孔电极的发光二极管的电极俯视图。

在本实用新型的一种具体实施方式中，本实用新型所提供的具一种孔洞电极的发光二极管，包括：

衬底100；

氮化镓基，所述氮化镓基位于所述衬底100表面包括：位于所述衬底表面的N型氮化镓层201，位于所述N型氮化镓层201背离所述衬底100一侧的有源层202，位于所述有源层202背离所述N型氮化镓层201一侧的P型氮化镓层203；

3个以上电极孔洞300，所述电极孔洞300位于所述氮化镓基内，完全贯穿所述P型氮化镓层203和所述有源层202，延伸至所述N型氮化镓层201表面；

电流扩散层400，所述电流扩散层400位于所述P型氮化镓层203背离所述有源层202一侧表面；

绝缘层500，所述绝缘层500位于所述电极孔洞300侧壁，且覆盖相邻电极孔洞300之间电流扩散层400表面；

电极结构，所述电极结构包括：位于所述绝缘层500表面且完全填充所述电极孔洞300的N型电极601，和位于未覆盖有所述绝缘层500的电流扩展层400表面的P型电极602，3个以上电极孔洞对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接。

其中，本实施例中的衬底100可以为本领域技术人员常用的衬底，如，衬底100可以为蓝宝石衬底、氮化镓衬底、碳化硅衬底、硅衬底等，优选采用蓝宝石衬底。

本实施例中的绝缘层500覆盖在电流扩展成400表面及电极孔洞300侧壁，使电极之间绝缘，避免短路。

本实施例中的N型电极601和P型电极602可以采用本领域熟知的电极材料，例如Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金。优选的，N型电极601和P型电极602的厚度范围为2-4um。

进一步地，本实施例中3个以上电极300通孔呈对称排列，这样有利于进一步提高发光二极管的电流均匀性。电极孔洞300可以为圆形、椭圆形、方形或菱形，本实施例优选采用圆形。在本实施例中，所述的电极孔洞300为等大。但在本实用新型的另一实施例中，电极孔洞可以为不等大，也可以呈非对称排列。

本实施例为了提高发光二极管的电流均匀性，同时提高出光效率，首先形成了3个以上电极孔洞300，并在绝缘层500表面及对3个以上电极孔洞300完全填充形成N型电极601，3个以上电极孔洞300对应的N型电极601在绝缘层500表面具有导电性连接。当电流从P型电极602流向N型电极601注入有源层202时，由于电极孔洞300具有3个以上且分布在N型氮化镓层201表面，能使注入到有源层202各处的电流密度会变得相对均匀，提高发光二极管的发光性能。

相对于现有技术中的发光二极管的N型电极集中在N型氮化镓层的局部区域的结构，本实施例提供的发光二极管能够提高发光二极管的电流密度分布的均匀性，进而提高发光二极管的发光性能。而相对于现有技术中的另一种发光二极管的圆形电极连接finger线组成的N型电极的结构，本实施例提供的发光二极管将连续的finger线结构变成不连续的电极孔洞结构，化线为点，减少有源层和P型氮化镓层的刻蚀面积，增大发光面积和减少对发光二极管的损害，进而提高发光二极管的发光性能。

优选的，所述3个以上电极孔洞300对应N型电极601之间在绝缘层500表面之间的导电性连接为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金的线性连接。优选的，所述线性连接为串联连接。

此外，为了进一步提高发光二极管的性能，还包括位于P型氮化镓层203和电流扩展层400之间的电流阻挡层。

参见图3，在另一实施例中，还包括，2个以上P型电极孔洞，所述P型电极孔洞完全贯穿所述绝缘层500延伸至所述电流扩展层400表面；P型电极包括位于所述绝缘层500表面且未覆盖有所述绝缘层500的电流扩展层400表面的P型电极602，2个以上P型电极孔洞对应的P型电极在绝缘层表面具有导电性连接。优选的，所述2个以上P型电极孔洞对应P型电极602之间在绝缘层500表面之间的导电性连接为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金的线性连接。优选的，所述线性连接为串联连接。相对于现有技术中的发光二极管的N型电极集中在N型氮化镓层的局部区域的结构，另一实施例提供的发光二极管能够提高发光二极管的电流密度分布的均匀性，进而提高发光二极管的发光性能。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种孔洞电极的发光二极管，包括：

衬底；

氮化镓基，所述氮化镓基位于所述衬底表面包括：位于所述衬底表面的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层背离所述衬底一侧的有源层，位于所述有源层背离所述N型氮化镓层一侧的P型氮化镓层；

多个电极孔洞，所述电极孔洞位于所述氮化镓基内，完全贯穿所述P型氮化镓层和所述有源层，延伸至所述N型氮化镓层表面；

电流扩散层，所述电流扩散层位于所述P型氮化镓层背离所述有源层一侧表面；

绝缘层，所述绝缘层位于所述电极孔洞侧壁，且覆盖相邻电极孔洞之间电流扩散层表面；

电极结构，所述电极结构包括：位于所述绝缘层表面且完全填充所述电极孔洞的N型电极，和位于未覆盖有所述绝缘层的电流扩展层表面的P型电极；

其特征在于，所述电极孔洞数量大于3，且所述电极孔洞对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述电极孔洞为等大或不等大。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述电极孔洞呈对称排列。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述电极孔洞可以为圆形、椭圆形、方形、三角形或菱形。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述导电性连接为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金的线性连接。

6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述线性连接为串联连接。

7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述P型电极和N型电极的材料为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金，其厚度范围为2-4um。

8.根据权利要求1-7任一所述的发光二极管，其特征在于，还包括：位于所述P型氮化镓层和电流扩展层之间的电流阻挡层。