CN206076279U - 发光二极管芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发光二极管芯片，包括：发光外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一覆盖层、发光层和第二覆盖层；打线电极，位于所述发光外延叠层的第一表面之上，用于打线连接外部电源；一系列离散的点状扩展电极，位于所述发光外延叠层第一表面之上，远离所述打线电极而设置；透明导电层，覆盖所述裸露着的发光外延叠层的第一表面及所述点状扩展电极，连接所述点状扩展电极和打线电极，当注入电流时确保电流均匀扩散。

Description

发光二极管芯片

技术领域

本实用新型涉及半导体照明领域，具体的说是一种垂直型发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以直接将电转换为光。

目前，普遍采用基板转移技术将发光外延叠层通过金属键合层连接至导电基板上形成高亮度垂直型发光二极管，如图1所示，在发光外延叠层的N型半导体层一侧形成N型打线电极及与N型打线电极连接的条形状扩展电极，在P型半导体层一侧使用介质层与金属结构形成P型欧姆接触镜面结构。随着芯片尺寸的不断缩小，电压和亮度的相对立性变得更加明显——VF若能满足客户端的需求，则LOP会变得更低。考虑小尺寸芯片的电压和亮度相对中和的方式是：没有扩展电极的设计，N电极下方形成整面的欧姆接触，如图1所示。但是在该结构中电流只集中在N电极下方的周围，四个角落无电流扩散，造成亮度偏低。

发明内容

针对前述问题，本实用新型提出一种发光二极管芯片，包括：发光外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一覆盖层、发光层和第二覆盖层；打线电极，位于所述发光外延叠层的第一表面之上，用于打线连接外部电源；一系列离散的点状扩展电极，位于所述发光外延叠层第一表面之上，远离所述打线电极而设置；透明导电层，覆盖所述裸露着的发光外延叠层的第一表面及所述点状扩展电极，连接所述点状扩展电极和打线电极，当注入电流时确保电流均匀扩散。

优选地，所述点状扩展电极与所述发光外延叠层之间设有欧姆接触层。

优选地，所述四个角落各设置有三个点状扩展电极，所述三个点状扩展电极构成等边三角形。

优选地，所述点状扩展电极位于所述芯片的外围区域，和所述芯片中心点的距离为D以上，更佳的为4D/3以上，所述D为所述打线电极的直径。

优选地，所述点状扩展电极的直径为2~10微米。

优选地，所述点状扩展电极的厚度为400~500埃。

优选地，透明导电层的厚度为1000~2000埃。

优选地，所述打线电极的厚度大于所述点状扩展电极的厚度。

优选地，所述打线电极的上表面与所述透明导电层的上表面基本齐平。

优选地，所述发光二极管芯片还包括一反射镜，位于所述发光外延叠层的第二表面之上。

优选地，所述发光二要管的外表覆盖有增透膜。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1为现有的一种垂直型发光二极管芯片的侧面剖视图。

图2为现有的另一种垂直型发光二极管芯片的侧而剖视图。

图3为根据本实用新型实施的一种垂直发光二极管芯片的侧面剖视图。

图4为图3所示发光二极管芯片的电极分布图。

图5为根据本实用新型实施的另一种垂直发光二极管芯片的侧面剖视图。

图中各标号表示如下：

110：导电基板；120：金属键合层；130：金属反射层；140：介质层；150：发光外延叠层；151：P型覆盖层；152：发光层；153：N型覆盖层；160：欧姆接触层；170：N电极；172：扩展电极；180：绝缘保护层；210：导电基板；220：金属键合层；230：金属反射层；240：介质层；250：发光外延叠层；251：P型覆盖层；252：发光层；253：N型覆盖层；260：欧姆接触层；270：N型打线电极；272：点状扩展电极；274：透明导电层；280：绝缘保护层；281： SiN_X层；282：SiO₂层。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型中，第一覆盖层和第二覆盖层系互为反型的半导体层，诸如第一覆盖层为N型半导体层时，则第二覆盖层为P型半导体层，如果第一覆盖层为P型半导体层时，则第二覆盖层为N型半导体层。

请参看附图3，根据本实用新型实施的一种垂直型发光二极管芯片，从下至上包括：导电基板210、金属键合层220、金属反射层230、介质层240、P型覆盖层251、发光层252、N型覆盖层253、欧姆接触层260、N型打线电极270、点状扩展电极272、透明扩展层274及绝缘保护层280。

其中，导电基板210可为金属基板或者硅基板，220用于粘接导电基板210与发光外延叠层250，金属反射层230和介质层240构成全方位反射镜面系统，其中介质层240也可以采用由不同折射率的材料层堆叠而成的DBR层，发光外延叠层150至少包含P型覆盖层251、发光层252、N型覆盖层253，当发光外延叠层以氮化物为基础的材料时，会发出蓝或绿光；当以磷化铝铟镓为基础的材料时，会发出红、橙、黄光的琥珀色系的光。欧姆接触层260形成于N型覆盖层253的表面上，使N型打线电极、点状扩展电极能够与发光外延叠层250形成欧姆接触，N型打线电极270形成于N型覆盖层252的中点区域，点状扩展电极272为一系列离散点，不与N型打线电极270连接，且厚度小于N型打线电极270的厚度，透明扩展层274覆盖点状扩展电极272及裸露着的发光外延叠层250的上表面，连接N型打线电极270和点状扩展电极272，确保电流均匀分布，透明扩展层274的上表面与N型打线电极的上表面270基本齐平。在一个具体实施例中，采用磷化铝铟镓为基础的材料作为发光外延叠层250，因此欧姆接触层260采用半导体材料，与发光外延叠层250一起直接通过外延生长，其材料可以为N型掺杂的GaAs材料层，其中点状扩展电极272的厚度为400~600埃，其材料可以为Au/AuGeNi，透明扩展层的厚度为1000~2000埃，其材料可以为ITO。

请参看图4，显示了本实施例所述发光二极管芯片的电极分布。其中N型打线电极270位于芯片的中央区域，其直径较佳值为20~100微米，点状扩展电极272离散的分布于距离芯片中心点4D/3的外围区域（D表示N型打线电极的直径尺寸），较佳的位于芯片的四个角落，每个角落各有三个点状扩展电极272，构成一个等边三角形，各个点状扩展电极272的直径为2~10微米，较佳值为4~7微米。

在本实施例中，在芯片的角落形成离散分布的点状扩展电极并通过透光导电层与打线电极连接，既能确保VF值满足要求，同时使得电流扩散均匀，亮度得到提升。

图5显示了本实用新型的另一种发光二极管芯片，其与图3所示的发光二极管芯片的区别在于：覆盖芯片外表面的绝缘保护层280为不同绝缘材质的叠加而成的减反射膜，例如由SiN_X层281和SiO₂层282构成。在本实施例中，要确保更多垂直的光萃取出来，提升发光二极管芯片的发光效率。

很明显地，本实用新型的说明不应理解为仅仅限制在上述实施例，而是包括利用本实用新型构思的所有可能的实施方式。

Claims (10)

1.一种发光二极管芯片，包括：

发光外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一覆盖层、发光层和第二覆盖层；

打线电极，位于所述发光外延叠层的第一表面之上，用于打线连接外部电源；

其特征在于：还包括

一系列离散的点状扩展电极，位于所述发光外延叠层第一表面之上，远离所述打线电极而设置；

透明导电层，覆盖所述发光外延叠层的第一表面及所述点状扩展电极，连接所述点状扩展电极和打线电极，当注入电流时确保电流均匀扩散。

2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述芯片为方形，所述打线电极位于所述芯片的中心位置，所述点状扩展电极分布在芯片的四个角落。

3.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述四个角落各设置有三个点状扩展电极，所述三个点状扩展电极构成等边三角形。

4.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述点状扩展电极位于所述芯片的外围区域，和所述芯片中心点的距离为D以上，所述D为所述打线电极的直径。

5.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述点状扩展电极位于所述芯片的外围区域，和所述芯片中心点的距离为4D/3以上，所述D为所述打线电极的直径。

6.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述点状扩展电极的直径为2~10微米。

7.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述点状扩展电极的厚度为400~500埃，透明导电层的厚度为1000~2000埃。

8.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述打线电极的厚度大于所述点状扩展电极的厚度。

9.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述点状扩展电极与所述发光外延叠层之间设有欧姆接触层。

10.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述芯片的表面覆盖有增透膜。