CN218548472U

CN218548472U - 一种高光效发光二极管

Info

Publication number: CN218548472U
Application number: CN202221995435.0U
Authority: CN
Inventors: 张星星; 张雪; 张亚; 胡加辉; 金从龙
Original assignee: Jiangxi Zhao Chi Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Zhao Chi Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2032-07-29

Abstract

本实用新型公开了一种高光效发光二极管，包括衬底以及层叠在所述衬底上的外延结构，所述外延结构包括依次层叠在所述衬底上的N型半导体层、量子阱层以及P型半导体层，所述高光效发光二极管还包括用于与所述P型半导体层电性连接的P型电极结构，所述P型电极结构包括P型电极条以及与所述P型电极条一端连接的P型焊盘，所述外延结构的一端上开设有凹槽，以使所述N型半导体层至少部分的露出所述量子阱层以及所述P型半导体层，露出的所述N型半导体层至少部分的与所述P型焊盘连接。本实用新型解决了现有技术中的高光效发光二极管发光亮度低的问题。

Description

一种高光效发光二极管

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种高光效发光二极管。

背景技术

随着全球能源危机的加重，节能环保已经成为了现代社会热议的话题以及未来发展的趋势。而在发光二极管的节能环保中扮演着重要角色的高光效照明发光二极管，由于其可在低电流使用下，并且光效可达225lm/W的环保特性，成为了各大汽车厂商的研究重难点。

目前，常规的正装高光效发光二极管一般包括衬底、外延结构、电流阻挡层、透明导电层、P型电极和N型电极以及钝化层，外延结构一般包括N型半导体、量子阱、P型半导体，P型和N型电极分别与P型半导体和N型半导体上进行电性连接。P型电极包含两个区域，P型电极条和P型焊盘，P型焊盘是用于焊线，使芯片与外部电源连接。

然而，现有技术中的P型焊盘大部分位于P型半导体上方，由于高光效发光二极管电流密度很小，拥有富余的发光面积，会导致电子扩散到P型焊盘底下发光层发光，而P型焊盘会遮光，导致位于P型焊盘下方的光无法出射，严重影响出光效率，进而影响发光二极管的发光亮度。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种高光效发光二极管，旨在解决现有技术中的发光二极管发光亮度低的问题。

本实用新型提出的高光效发光二极管包括：

衬底以及层叠在所述衬底上的外延结构，所述外延结构包括依次层叠在所述衬底上的N型半导体层、量子阱层以及P型半导体层，其特征在于，所述高光效发光二极管还包括用于与所述P型半导体层电性连接的P型电极结构，所述P型电极结构包括P型电极条以及与所述P型电极条一端连接的P型焊盘，所述外延结构的一端上开设有凹槽，以使所述N型半导体层至少部分的露出所述量子阱层以及所述P型半导体层，露出的所述N型半导体层至少部分的与所述P型焊盘连接。

上述高光效发光二极管，通过在外延结构上开设凹槽，即对部分的外延结构进行剔除改进，使得N型半导体层可以露出量子阱层以及述P型半导体层，并将P型焊盘设置在露出的N型半导体层上方，可以避免P型焊盘遮挡外延结构中发光的部分，从而使得P型焊盘不遮光，让电子在容易进行光出射的地方发光，提高了出光效率，进而提高了发光二极管的亮度，解决了现有技术中的高光效发光二极管发光效率低的问题。

另外，根据本实用新型提出的高光效发光二极管，还可以具有如下的附加技术特征：

进一步的，所述凹槽的表面通过一绝缘层进行包覆。

进一步的，所述绝缘层由SiNx、Al2O3、TiOX中的一种或多种不导电材质制成。

进一步的，所述绝缘层的厚度为200nm～2000nm。

进一步的，所述外延结构通过蚀刻工艺形成所述凹槽，以使所述N型半导体层至少部分的露出所述量子阱层以及所述P型半导体层。

进一步的，所述P型电极结构为由Cr、Al、Au、Pt、Ni、Ti中任一金属材料制成或由Cr、Al、Au、Pt、Ni、Ti中任意多种金属材料制成的叠层或单层结构。

进一步的，所述高光效发光二极管还包括依次沉积在所述P型半导体层上的电流阻挡层、透明导电层以及钝化层。

进一步的，所述P型电极条设置在所述钝化层上，所述钝化层上开设有导电孔，所述P型电极条通过所述导电孔与所述P型半导体层电性连接。

进一步的，所述绝缘层与所述电流阻挡层一体设置。

进一步的，所述透明导电层为ITO、IZO中的任意一种，所述透明导电层的厚度为10nm～110nm，所述钝化层由SiO2、Al2O3、TiOX一种或多种不导电材质制成，所述钝化层的厚度为40nm～230nm。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例当中提出的高光效发光二极管的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例当中提出的高光效发光二极管的结构示意图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1，所示为本实用新型第一实施例当中提出的高光效发光二极管，该高光效发光二极管包括衬底10以及层叠在衬底10上的外延结构20以及分别用于与外延结构20电性连接的P型电极结构30和N型电极结构40，其中：

外延结构20包括依次层叠在衬底10上的N型半导体层21、量子阱层22以及P型半导体层23，P型电极结构30包括P型电极条31以及与P型电极条31一端连接的P型焊盘32，P型电极条31用于与外延结构20电性连接，P型焊盘32用于焊线，从而使外延结构20形成的芯片与外部电源连接，具体的，外延结构20的一端上设有凹槽50，以使N型半导体层21至少部分的露出量子阱层22以及P型半导体层23，露出的N型半导体层21至少部分的与P型焊盘32连接。

示例而非限定，在本实施例具体实施时，可以通过在外延结构20上制作掩膜图形并通过刻蚀形成凹槽50，以露出N型半导体层21，此时，P型焊盘32底下的外延结构20中的量子阱层22以及P型半导体层23被蚀刻，露出N型半导体层21。

可以理解的，通过在外延结构20上开设凹槽50，即对部分的外延结构20进行剔除改进，使得N型半导体层21可以露出量子阱层22以及述P型半导体层23，并将P型焊盘32设置在露出的N型半导体层21上方，可以避免P型焊盘32遮挡外延结构20中发光的部分，从而使得P型焊盘32不遮光，让电子在容易进行光出射的地方发光，提高了出光效率，进而提高了发光二极管的亮度。

需要说明的是，N型电极结构40包括N型电极条(图未示)以及与N型电极条一端连接的N型焊盘(图未示)，在本实施例当中，主要通过对P型电极结构30与外延结构20之间的连接进行改进以实现提升高光效发光二极管的亮度的目的，N型电极结构40与外延结构20的连接方式可以与现有传统的N型电极结构40与外延结构20的连接方式一致，这里不予赘述。

进一步的，在外延结构20上开设凹槽50后，为了避免发光二极管内部短路，凹槽50的表面通过一绝缘层60进行包覆，如图1所示，绝缘层包覆住了露出的N型半导体层21、露出的N型半导体层21与P型半导体层23之间形成的台阶以及部分P型半导体，具体的，绝缘层60可以由SiNx、Al₂O₃、TiO_X中的种或多种不导电材质制成。在本实施例具体实施时，绝缘层60的厚度优选为200nm～2000nm。

更近一步的，为了实现高光效发光二极管的正常发光功能，该高光效发光二极管还包括依次沉积在P型半导体层23上的电流阻挡层24、透明导电层25以及钝化层26，P型电极条31设置在钝化层26上，钝化层26上开设有导电260，P型电极条31通过导电孔260与P型半导体层23电性连接，在本实施例具体实施时，透明导电层25可以是ITO、IZO等透明导电材料，其厚度为10nm～110nm，需要说明的是，在具体实施时，绝缘层60也包覆了部分的透明导电层25，其好处在于，可以防止漏电；钝化层26可以是SiO₂、Al₂O₃、TiO_X等一种或多种不导电物质组成，其厚度为40nm～230nm；P型电极结构30和N型电极结构40可以是由Cr、Al、Au、Pt、Ni、Ti等金属或与其合金组成的叠层或单层。

综上，本实用新型上述实施例当中提出的高光效发光二极管，通过在外延结构20上开设凹槽50，即对部分的外延结构20进行剔除改进，使得N型半导体层21可以露出量子阱层22以及述P型半导体层23，并将P型焊盘32设置在露出的N型半导体层21上方，可以避免P型焊盘32遮挡外延结构20中发光的部分，从而使得P型焊盘32不遮光，让电子在容易进行光出射的地方发光，提高了出光效率，进而提高了发光二极管的亮度，解决了现有技术中的高光效发光二极管发光效率低的问题。

实施例二

请参阅图2，所示为本实用新型第二实施例当中提出的高光效发光二极管，该高光效发光二极管与本实用新型第一实施例当中提出的高光效发光二极管不同之处在于：

所述绝缘层60与所述电流阻挡层24一体设置，如图2所示，电流阻挡层24与绝缘层60为连续的一体设置，需要说明的是，在本实施例当中，绝缘层60和电流阻挡层24一体设置，在进行制备时可以同时进行，减少制程。

综上，本实用新型上述实施例当中提出的高光效发光二极管，通过在外延结构20上开设凹槽50，即对部分的外延结构20进行剔除改进，使得N型半导体层21可以露出量子阱层22以及P型半导体层23，并将P型焊盘32设置在露出的N型半导体层21上方，可以避免P型焊盘32遮挡外延结构20中发光的部分，从而使得P型焊盘32不遮光，让电子在容易进行光出射的地方发光，提高了出光效率，进而提高了发光二极管的亮度，并且，电流阻挡层24与绝缘层60一体设置，在制备时可以同时沉积，解决了现有技术中的高光效发光二极管发光效率低的问题的同时减少了高光效发光二极管的制程。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种高光效发光二极管，包括衬底以及层叠在所述衬底上的外延结构，所述外延结构包括依次层叠在所述衬底上的N型半导体层、量子阱层以及P型半导体层，其特征在于，所述高光效发光二极管还包括用于与所述P型半导体层电性连接的P型电极结构，所述P型电极结构包括P型电极条以及与所述P型电极条一端连接的P型焊盘，所述外延结构的一端上开设有凹槽，以使所述N型半导体层至少部分的露出所述量子阱层以及所述P型半导体层，露出的所述N型半导体层至少部分的与所述P型焊盘连接。

2.根据权利要求1所述的高光效发光二极管，其特征在于，所述凹槽的表面通过一绝缘层进行包覆。

3.根据权利要求2所述的高光效发光二极管，其特征在于，所述绝缘层的厚度为200nm～2000nm。

4.根据权利要求1所述的高光效发光二极管，其特征在于，所述外延结构通过蚀刻工艺形成所述凹槽，以使所述N型半导体层至少部分的露出所述量子阱层以及所述P型半导体层。

5.根据权利要求2所述的高光效发光二极管，其特征在于，所述高光效发光二极管还包括依次沉积在所述P型半导体层上的电流阻挡层、透明导电层以及钝化层。

6.根据权利要求5所述的高光效发光二极管，其特征在于，所述P型电极条设置在所述钝化层上，所述钝化层上开设有导电孔，所述P型电极条通过所述导电孔与所述P型半导体层电性连接。

7.根据权利要求5所述的高光效发光二极管，其特征在于，所述绝缘层与所述电流阻挡层一体设置。