DE10135905A1 - Blaue Leuchtdiode mit einer Elektrodenstruktur zur Verteilung einer Stromdichte - Google Patents
Blaue Leuchtdiode mit einer Elektrodenstruktur zur Verteilung einer StromdichteInfo
- Publication number
- DE10135905A1 DE10135905A1 DE10135905A DE10135905A DE10135905A1 DE 10135905 A1 DE10135905 A1 DE 10135905A1 DE 10135905 A DE10135905 A DE 10135905A DE 10135905 A DE10135905 A DE 10135905A DE 10135905 A1 DE10135905 A1 DE 10135905A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- nitride semiconductor
- semiconductor layer
- layer
- edges
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Es wird eine blaue Leuchtdiode beschrieben, umfassend eine Schichtstruktur, ausgebildet in der Mitte der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht, eine erste Elektrode, ausgebildet auf einem Teil einer transparenten Metallschicht, enthalten in der Schichtstruktur und eine zweite Elektrode, ausgebildet auf einem Randabschnitt der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht, der nicht durch die Schichtstruktur bedeckt ist. Durch Veränderung der Positionen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode und durch Ausbilden von Elektrodenverlängerungen ist es möglich, die Stromdichte wirksam zu verteilen. Dementsprechend kann eine Ansammlung der Stromdichte, die zu einem raschen Temperaturanstieg beiträgt, ohne eine signifikante Veränderung der Schichtstruktur der herkömmlichen Leuchtdiode vermieden werden. Darüber hinaus ist es möglich, den Widerstand gegen elektrostatische Entladung zu verbessern und die Ansteuerspannung zu reduzieren.
Description
Die Erfindung betrifft eine blaue Leuchtdiode und insbesondere eine blaue
Leuchtdiode, die eine Elektrodenstruktur besitzt, um die Ansammlung einer
Stromdichte zu verhindern, die einen schnellen Temperaturanstieg in der Diode
verursacht, bei der der Widerstand gegen elektrostatische Entladung erhöht und
die Aussteuerspannung verringert ist, ohne die Schichtstruktur der Elektrode sig
nifikant zu ändern.
In jüngster Zeit ist eine Leuchtdiode bekannt geworden, die in der Lage ist, Licht in
dem [Bereich kurzer Wellenlängen (ultraviolettes bis grünes Licht) auszustrahlen,
insbesondere im Bereich des blauen Lichts. Derartige Halbleitermaterialien um
fassen ZnSe (II-VI). Nitride wie GaN, InN, AIN (III-V). Nitridverbindungen, bei de
nen diese Nitride in einem bestimmten Verhältnis kombiniert sind und insbesonde
re GaN werden umfangreich benutzt.
Das Wachsen eines GaN-Kristalls wird durch das MOCVD-Verfahren (Metal Or
ganic Chemical Vapor Deposition) bewirkt. Das MOCVD-Verfahren wird durch
Zuführen eines reaktiven Gases einer organischen Masse in eine Reaktionskam
mer bei einer Temperatur von 700 bis 1200°C ausgeführt, damit Kristalle in einer
Epitaxieschicht auf einem Substrat wachsen, wobei Saphir oder SiC als Träger
substanz benutzt werden. Der Grund, dass Saphir oder SiC-Substrat benutzt wer
den ist, dass es keine anderen kommerziell erhältlichen Trägerschichten gibt, die
eine Gitteranpassung mit dem Nitrid-Kristall erzielen können und dieselbe Kristall
struktur wie der Nitrid-Kristall haben. Im Übrigen kann kaum angenommen wer
den, dass der Wachstumsprozess einer Epitaxieschicht eines solchen Substrats
einen Kristall guter Qualität bilden würde, bedingt durch die Spannungen, die von
den nicht übereinstimmenden Gittern herrühren. Daher wird eine Pufferschicht als
Niedertemperaturwachstumsschicht zwischen dem Substrat und der Epitaxie
schicht benutzt.
Die klaue Leuchtdiode mit einer solchen begrenzten Struktur unterscheidet sich
von der allgemeinen Leuchtdiode hinsichtlich des Ansteuerverfahrens, wie unter
Bezugnahme auf die Fig. 1a und 1b erläutert wird.
Fig. 1 zeigt schematisch den Unterschied in der Art der Ansteuerung zwischen
einer allgemeinen Leuchtdiode (z. B. LEDs bei denen GaAs, GaP usw. benutzt
wird) und einer blauen Leuchtdiode (III-Nitrid). Bei der allgemeinen Leuchtdiode,
wie irr Fig. 1a gezeigt ist, wird ein Leuchtdiodenchip mit einer Gesamtstruktur,
umfassend einen Wafer, der als Substrat für das Kristallwachstum dient, betrie
ben. Wie in Fig. 1b gezeigt ist, wird die blaue Leuchtdiode jedoch durch eine
dünne, auf einem Chip aufgebrachte Struktur betrieben, aber nicht durch das Sub
strat. Das bedeutet, dass bei der blauen Leuchtdiode im Unterschied zu der all
gemeinen Leuchtdiode eine flache Struktur und ein isolierendes Substrat, bei dem
es sich um einen Saphir handeln kann, benutzt werden.
Ferner ist es bekannt, dass die blaue Leuchtdiode eine relativ hohe Ansteuer
spannung bei einem konstanten Strom benötigt, im Vergleich zu der allgemeinen
Leuchtdiode. Die Fig. 2a und 2b zeigen die Spannung-Strom-Charakteristik
einer infraroten Leuchtdiode (A) einer roten Leuchtdiode (Wellenlänge 635 nm) (B)
und einer blauen Leuchtdiode (Wellenlänge 450 nm) (C) in einem Ansteuerbereich
in Durchgangsrichtung. Die blaue Leuchtdiode erfordert eine Steuerspannung, die
in etwa zweimal so groß ist wie die der roten Leuchtdiode bei einem Nennstrom
von 20 mA. Es wird angenommen, dass eine derartige hohe Steuerspannung auf
die Eigenschaften der GaN-Halbleiterschicht und die flache Struktur zurückzufüh
ren ist.
Wie oben beschrieben wurde, gibt es bei der blauen Leuchtdiode in zweierlei Hin
sicht Probleme. Zum einen muss die blaue Leuchtdiode ein Ansteuerverfahren für
den Gebrauch bei einer flachen Struktur verwenden wegen der strukturbedingten
Begrenzung, eine Halbleiterschicht auf einem Saphirsubstrat und einer Puffer
schicht wachsen zu lassen, damit Kristalle wachsen, bei denen Gitterabweichun
gen verhindert werden. Ein weiteres Problem bei der blauen Leuchtdiode ist das
ihr innewohnende Merkmal, dass sie eine höhere Steuerspannung im Vergleich zu
allgemeinen Leuchtdioden erfordert. Folglich kann das Ansteuerverfahren und die
hohe Steuerspannung der blauen Leuchtdiode zu einer verringerten Zuverlässig
keit und zu einer verschlechterten Qualität der Produkte führen.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die herkömmliche blaue Leuchtdiode und Fig. 3b ist
eine Schnittansicht der Diode entlang Linie A-A in Fig. 3a. Die durch die oben be
schriebenen Einschränkungen verursachten Probleme der blauen Leuchtdiode
werden unter Bezugnahme auf die Fig. 3a und 3b im Detail erläutert. Wie in
Fig. 3a gezeigt ist, enthält die herkömmliche blaue Leuchtdiode ein Saphirsubstrat
1, eine auf dem Substrat 1 ausgebildete Pufferschicht 2, eine N-Typ Nitrid-
Halbleiterschicht 3, umfassend einen zentralen Teil R1 in einem vorbestimmten
Bereich und einen Randteil R2, der den zentralen Teil R1 umgibt, und eine auf der
N-Typ Nitrid-Halbleiterschicht 3 ausgebildete Schichtstruktur.
Die Schichtstruktur hat eine aktive Schicht 4, hergestellt aus einem inneren Nitrid-
Halbleiterkristall in dem zentralen Teil R1 auf dem N-Typ Nitrid-Halbleiter 3, eine
auf der aktiven Schicht 4 ausgebildete P-Typ Nitrid-Halbleiterschicht 5, eine Me
tallschicht 6 oberhalb der Halbleiterkristallschicht 5, und eine erste Elektrode 7,
entsprechend einer P-Elektrode, ausgebildet in einem vorbestimmten Abschnitt
auf der Metallschicht 6. Darüber hinaus enthält die Leuchtdiode eine zweite Elekt
rode 8 als N-Elektrode, ausgebildet in dem Randteil R2 oberhalb der N-Typ Nitrid-
Halbleiterschicht 3, wobei sie einen vorbestimmten Abstand von dem zentralen
Teil R1 oberhalb der N-Typ Nitrid-Halbleiterschicht 3 einhält.
In einer solchen herkömmlichen blauen Leuchtdiode fließt ein Strom, wenn sich
Ladungsträger auf der Oberfläche der Diode und an der Schnittstelle zwischen
den Elektroden in der charakteristischen Ansteuerweise der Flachtypstruktur be
wegen. Darüber hinaus erfordert die blaue Leuchtdiode zur Lichtaussendung eine
hohe Steuerspannung über eine gegebene Fläche hinweg, wodurch ein Fluss mit
einer großen Zahl von Ladungsträgern (hier Elektronen) gebildet wird. Der durch
den oben erwähnten Ladungsträgerstrom gebildete Strompfad Rp wird entspre
chend der Elektrodenfläche verteilt, die an der oberen Position ausgebildet ist. In
Fig. 5a ist die Stromdichtenverteilung daher in dem mit einer gestrichelten Linie
gekennzeichneten Bereich Rd sehr hoch und nimmt nach und nach in Richtung
des Flands ab. Die höhere Stromdichte in dem durch die gestrichelte Linie defi
nierten Bereich Rd führt zu einer Temperaturerhöhung des gesamten Chips, was
zu einer reduzierten Lichtausbeute führt.
Da die herkömmliche blaue Leuchtdiode mit flacher Struktur eine hohe Ansteuer
spannung erfordert, führen Störstellen in dem Bereich, in dem eine hohe Strom
dichte erzeugt wird, sowohl zu einer Erhöhung der Chiptemperatur, als auch zu
einer Qualitätsverschlechterung, beispielsweise zu einem verschlechterten Wider
stand gegenüber elektrostatischer Entladung, was zu grundlegenden Problemen
beim Erreichen der Zuverlässigkeit und Qualitätsstabilisierung der Produkte führt.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme
des Standes der Technik zu überwinden und eine blaue Leuchtdiode mit einer
verbesserten Elektrodenstruktur anzugeben, die in der Lage ist die Stromdichten
konzentration, die für eine lokale Temperaturerhöhung in der blauen Leuchtdiode
verantwortlich ist, wirksam zu verteilen, ohne eine signifikante strukturelle Ände
rung zu erfordern.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine blaue Leuchtdiode an
zugeben, die in hohem Maße widerstandsfähig gegenüber elektrostatischer Entla
dung ist, wobei eine Verbesserung hinsichtlich der Qualität und der Zuverlässigkeit
der Produkte erzielt wird.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine blaue Leuchtdiode an
zugeben, bei der die Ansteuerspannung verringert ist und ein schneller lokal auf
tretender Temperaturanstieg in dem Chip unterdrückt wird.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine blaue Leuchtdiode vorge
sehen, die ein isolierendes Substrat, typischerweise in quadratischer Form und
eine erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht umfasst, ausgebildet auf dem isolieren
den Substrat, um eine in einen zentralen Teil und einen Randteil geteilte Oberflä
che zu schaffen. Der Randteil ist auf der Oberfläche benachbart zu und entlang
der Kanten der Nitrid-Halbleiterschicht angeordnet und der zentrale Teil ist von
dem Randteil umgeben.
Die blaue Leuchtdiode umfasst eine Schichtstruktur, ausgebildet oberhalb des
zentralen Teils der Nitrid-Halbleiterschicht, wobei die Schichtstruktur eine aktive
Nitridschicht auf der Nitrid-Halbleiterschicht umfasst, eine zweite leitende Nitrid-
Halbleiterschicht, ausgebildet auf der aktiven Schicht, eine transparente Metall
schicht, ausgebildet auf der zweiten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht und eine
erste Elektrode, ausgebildet oberhalb eines Teils der transparenten Metallschicht.
Die blaue Leuchtdiode umfasst ferner eine zweite Elektrode, ausgebildet oberhalb
des Randteils der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht, die nicht durch die
Schichtstruktur abgedeckt ist. Als isolierendes Substrat kann eine Saphir-
Trägersubstanz benutzt werden. Es ist auch möglich, ein Saphirsubstrat, das eine
darauf ausgebildete GaN-Pufferschicht umfasst, zu benutzen.
Die erste Elektrode wird als P-Elektrode und die zweite Elektrode wird als N-
Elektrode bezeichnet. Der Randteil auf der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
(die mit "Si-dotiertes GaN" bezeichnete Schicht) bezeichnet die freiliegende Kante,
auf der keine aktive Schicht gebildet ist, das heißt ein Oberflächenabschnitt der Si
dotierten GaN-Schicht, der die aktive Schicht umgibt. In einem vorbestimmten Ab
schnitt dieses Teils ist eine zweite Elektrode ausgebildet. Der zentrale Teil auf der
ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht wird als der Bereich festgelegt, in dem die
aktive Schicht ausgebildet ist. Er ist ein konvexer Flächenabschnitt, umgeben von
einem Randabschnitt.
Die blaue Leuchtdiode kann die aus GaN hergestellte Pufferschicht umfassen, die
erste, aus Si-dotiertem GaN hergestellte, leitende Nitrid-Halbleiterschicht, die akti
ve Schicht, hergestellt aus In1-xGaxN (0 < x ≦ 1) und die p-Typ Nitrid-
Halbleiterschicht, hergestellt aus AI1-xGaxN (0 < x ≦ 1) und Mg-dotiertem GaN. Die
obige Zusammensetzung beschreibt eine blaue Leuchtdiode, die zur Zeit übli
cherweise verwendet wird. Dieser Aufbau kann bei der blauen Leuchtdiode gemäß
einem weiterem Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet werden.
Bei einer derartigen Leuchtdiode sind die Positionen der ersten Elektrode und der
zweiten Elektrode geändert und es sind Verlängerungen dieser Elektroden ausge
bildet, wodurch die Stromdichte wirksam verteilt werden kann. Als Resultat kann
die Stromdichtenkonzentration, die einen schnellen Temperaturanstieg verursacht,
lediglich durch die Änderung der Position der Elektrode und die Ausbildung von
Verlängerungen ohne signifikante Änderung der Diodenstruktur vermieden wer
den. Darüber hinaus ist es möglich, den Widerstand gegen elektrostatische Entla
dung zu erhöhen und die Steuerspannung zu verringern.
Der Grund dafür, dass die vorliegende Erfindung sich mit der Verbesserung der
Elektrodenstruktur befasst, ist, dass die Probleme mit der herkömmlichen blauen
Leuchtdiode, einschließlich Temperaturerhöhung aufgrund der Stromdichtenkon
zentration und schlechter Widerstand gegen elektrostatische Entladung und hohe
Steuerspannung allein durch den Herstellungsprozess der Metallstruktur eliminiert
werden können, ohne dass wesentliche Änderungen in anderen Herstellprozessen
für die blaue Leuchtdiode oder die Verwendung neuer Vorrichtungen oder Werk
stoffe erforderlich sind.
Der wichtigste zu berücksichtigende Aspekt bei der Elektrodenstruktur ist, welcher
Elektrodenstrukturtyp, das heißt welcher Typ und welche Anordnung der Positio
nen der Elektroden und deren Verlängerungen die Stromdichte wirksamer vertei
len kann. Auf dem Weg zu der vorliegenden Erfindung wurden durch die Erfinder
umfangreiche und sorgfältige Forschungsarbeiten und Experimente durchgeführt,
bei denen die ersten und zweiten Elektroden an unterschiedlichen Stellen plaziert
wurden, wobei der Abstand zwischen dem zentralen Abschnitt und dem Randab
schritt variiert wurde. Als Ergebnis wurden bevorzugte Ausführungsformen gefun
den, die eine hervorragende Fähigkeit zur Verteilung der Stromdichte und einen
hohen Widerstand gegen elektrostatische Entladung besitzen und die bei redu
zierter Ansteuerspannung betrieben werden können, wodurch die Qualität und die
Zuverlässigkeit verbessert werden.
Die oben genannten Ziele und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung wer
den durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert, wobei:
Fig. 1a und 1b sind schematische Ansichten und zeigen den strukturellen
Unterschied zwischen der Ansteuerung einer allgemeinen
Leuchtdiode und einer blauen Leuchtdiode;
Fig. 2a und 2b sind Graphen und zeigen den Strom-Spannung-Verlauf und
die Temperaturveränderung bei angelegter Spannung einer
Infrarot-Leuchtdiode, einer roten Leuchtdiode und einer blauen
Leuchtdiode;
Fig. 3a und 3b zeigen eine Draufsicht auf eine herkömmliche blaue Leuchtdi
ode bzw. eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Fig.
3a;
Fig. 4a und 4b zeigen eine Draufsicht auf eine blaue Leuchtdiode gemäß ei
nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bzw. eine
Schnittansicht entlang Linie 2A-2A von Fig. 4a;
Fig. 5a bis 5c sind Draufsichten und zeigen Modifikationen des ersten Aus
führungsbeispiels gemäß der Erfindung;
Fig. 6a und 6b zeigen eine Draufsicht auf eine blaue Leuchtdiode gemäß ei
nem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung bzw. eine
Schnittansicht entlang Linie 3A-3A in Fig. 6a;
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine blaue Leuchtdiode gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 8 ist eine Draufsicht und zeigt eine Modifikation des dritten
Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die Anwendung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung lässt sich
am besten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verstehen, wobei gleiche Be
zugszeichen für gleiche bzw. einander entsprechende Teile verwendet werden.
Bezug nehmend auf Fig. 4 ist dort ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung gezeigt.
Fig. 4a zeigt eine Draufsicht auf eine blaue Leuchtdiode gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 4b zeigt eine Schnittansicht entlang
Linie 2A-2A von Fig. 4a. Wie in Fig. 4a gezeigt ist, umfasst die blaue Leuchtdiode
des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung ein isolieren
des Substrat 21, das typischerweise in quadratischer Form ausgebildet ist und
eine erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht 23, die auf der gesamten Oberfläche
des isolierenden Substrats 21 ausgebildet ist. Die Nitrid-Halbleiterschicht 23 hat
eine in einen zentralen Teil R1 und einen freiliegenden Randteil R2 geteilte Ober
fläche. Der Randteil R2 ist oberhalb der zu den Kanten 23a bis 23d der Nitrid-
Halbleiterschicht 23 benachbarten Flächen entlang der Kanten 23a bis 23d aus
gebildet, der zentrale Teil R1 ist von dem Randteil R2 umgeben. Die blaue
Leuchtdiode umfasst ferner eine Pufferschicht 22, angeordnet zwischen dem iso
liereriden Substrat 21 und der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 23.
Die blaue Leuchtdiode umfasst ferner eine oberhalb des zentralen Teils der Nitrid-
Halbleiterschicht 23 ausgebildete Schichtstruktur. Die Schichtstruktur umfasst eine
aktive Nitridschicht 24, ausgebildet auf der Nitrid-Halbleiterschicht, eine zweite
leitende Nitrid-Halbleiterschicht 25, ausgebildet auf der aktiven Schicht 24, eine
transparente Metallschicht 26, ausgebildet auf der zweiten leitenden Nitrid-
Halbleiterschicht 25 und eine erste Elektrode 27, ausgebildet auf einem Abschnitt
der transparenten Metallschicht 26.
Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die
blaue Leuchtdiode ferner eine zweite Elektrode, ausgebildet auf dem Randteil R2
der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 23, der nicht von der Schichtstruktur
bedeckt ist. Die zweite Elektrode weist einen Hauptabschnitt 28 und Verlängerun
gen 28a, 28b auf, die sich ausgehend von dem Hauptabschnitt 28 bandartig
erstrecken. Der Hauptabschnitt 28 ist in der Nähe einer Ecke ausgebildet, an der
sich benachbarte Kanten 23c, 23d auf der Fläche der ersten Nitrid-
Halbleiterschicht 23 schneiden. Die Verlängerungen 28a, 28b sind benachbart zu
den Kanten 23c, 23d der Oberfläche der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
23 ausgebildet, sodass sie sich zumindest entlang einer Kante (23c oder 23d) der
Oberfläche der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 23 erstrecken.
Vorzugsweise ist die erste Elektrode 27 diagonal gegenüberliegend zu dem
Hauptabschnitt 28 der zweiten Elektrode angeordnet und die Verlängerungen 28a,
28b der zweiten Elektrode erstrecken sich entlang der Kanten 23c, 23d, an die der
Hauptabschnitt 28 der zweiten Elektrode angrenzt. Durch die Verlängerungen 28a,
28b der zweiten Elektrode, ausgebildet auf dem Randteil R2 oberhalb des ersten
leitenden Nitrid-Halbleiters 23, das heißt der Bereich N1, der sich in seitlicher
Richtung erstreckt und der Bereich N2, der sich in Längsrichtung erstreckt, wird
eine Ansammlung der Stromdichte wie in dem Bereich Rd von Fig. 3 vermieden,
sodass das durch die konzentrierte Stromdichte bedingte Stromansammlungs
phänomen vermieden wird.
Die Fig. 5a bis 5c zeigen Draufsichten auf eine blaue Leuchtdiode gemäß Weiter
bildungen des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Gemäß
Fig. 5a ist die erste Elektrode 27 in der Nähe einer Ecke ausgebildet, umfassend
eine der beiden Kanten der transparenten Metallschicht 26, an die der Hauptab
schnitt 28 der zweiten Elektrode angrenzt. Die Verlängerung 28a der zweiten E
lektrode erstreckt sich entlang der zwei Kanten 23a, 23d, die sich an der Ecke in
der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 23 schneiden, wobei die Ecke der
ersten Elektrode 27 diagonal gegenüberliegt.
Bezug nehmend auf Fig. 5b ist die erste Elektrode 27 in der Mitte einer der beiden
Kanten der transparenten Metallschicht 26 angeordnet, die nicht an den Hauptab
schnitt 28 der zweiten Elektrode angrenzen. Wenn die erste Elektrode 27 in der
Mitte der Kante 23b ausgebildet ist, wie in Fig. 5b gezeigt ist, erstreckt sich die
Verlängerung 28a der zweiten Elektrode entlang der beiden Kanten 23a, 23d und
die Verlängerung 28b erstreckt sich entlang der Kante 23c. Das heißt, die beiden
Verlängerungen erstrecken sich von dem Hauptabschnitt 28 der zweiten Elektrode
entlang aller Kanten auf dem Randabschnitt R2, ausgenommen die Kante, auf der
die erste Elektrode 27 ausgebildet ist.
Bezug nehmend auf Fig. 5c ist die erste Elektrode 27 in der Mitte der transparen
ten Metallschicht 26 ausgebildet. Die Verlängerung 28a der zweiten Elektrode er
streckt sich auf dem Randteil R2 der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 26,
wobei sie den zentralen Teil R1 einschließt. Das heißt, die Verlängerung 28a ist
auf den vier Kanten 23a bis 23d des ersten leitenden Nitrid-Halbleiters 26 ausge
bildet und bildet somit ein geschlossenes quadratisches Muster, das den zentralen
Teil R1 umgibt.
Durch die oben beschriebene Elektrodenstruktur, das heißt durch die Anordnung
der Elektroden und Verlängerungen gemäß der Weiterbildung des ersten bevor
zugten Ausführungsbeispiels der Erfindung kann der Konzentrationsbereich der
Stromdichte in alle Richtungen verteilt werden. Darüber hinaus kann das auf der
konzentrierten Stromdichte beruhende Stromansammlungsphänomen weiter ver
ringert werden.
Wie oben erwähnt wurde, kann die Position für die erste herzustellende Elektrode
variiert werden. Die oben beschriebenen Positionen lassen sich auch auf eine
blaue Leuchtdiode gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung an
wenden.
Der Hauptabschnitt 28 und seine Verlängerung 28a der zweiten Elektrode halten
einen vorgeschriebenen Abstand von dem zentralen Teil R1 ein. Der Abstand wird
vorzugsweise so gewählt, dass sein Wert in dem Bereich zwischen 5 µm und
20 µm liegt, was bei einer blauen Leuchtdiode gemäß einem weiteren Ausführungs
beispiel der Erfindung angewendet werden kann. Dieser Wert ist von denjenigen
Werten abgeleitet, die üblicherweise bei einer blauen Leuchtdiode benutzt werden,
die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Wert kann in Abhängigkeit
von einem bestimmten Produktstandard oder einer Norm geändert werden. Um
dem Trend zur Optimierung und somit zur Miniaturisierung von Produkten zu fol
gen, kann der Wert verkleinert werden.
Durch die blaue Leuchtdiode gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit den Verlängerungen 28a der zweiten Elektrode, die auf dem
Randabschnitt des ersten leitenden Nitrid-Halbleiters 23, also auf dem sich in seit
licher Richtung erstreckenden Bereich N1 und dem sich in Längsrichtung erstre
ckenden Bereich N2, ausgebildet ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann der Konzentra
tionsbereich Rd der Stromdichte in Fig. 3 verteilt werden, wobei das Stroman
sammlungsphänomen aufgrund der konzentrierten Stromdichte verringert wird.
Nachfolgend wird eine blaue Leuchtdiode anhand eines zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben.
Fig. 6a zeigt eine Draufsicht auf eine blaue Leuchtdiode gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 6b zeigt eine Schnittansicht entlang
Linie 3A-3A in Fig. 6a. Wie in Fig. 6b gezeigt ist, umfasst die blaue Leuchtdiode
des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ein isolierendes
Substrat 31, das typischerweise eine quadratische Form aufweist und eine erste
leitende Nitrid-Halbleiterschicht 33, ausgebildet auf der gesamten Oberfläche des
isolierenden Substrats 31. Die Nitrid-Halbleiterschicht 33 hat eine in einen zentra
len Teil R1 und einen freiliegenden Randteil R2 geteilte Oberfläche. Der Randteil
R2 ist auf den an die Kanten 33a bis 33d der Nitrid-Halbleiterschicht 33 angren
zenden Flächen sowie entlang der Kanten 33a bis 33d der Nitrid-Halbleiterschicht
33 ausgebildet. Der zentrale Teil R1 ist von dem Randteil R2 umgeben. Die blaue
Leuchtdiode umfasst ferner eine Pufferschicht 32, angeordnet zwischen dem iso
lierenden Substrat 31 und der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 33.
Die blaue Leuchtdiode umfasst ferner eine Schichtstruktur, ausgebildet auf dem
zentralen Teil der Nitrid-Halbleiterschicht 33. Die Schichtstruktur umfasst eine ak
tive Nitridschicht 34, ausgebildet auf der Nitrid-Halbleiterschicht, eine zweite lei
tende Nitrid-Halbleiterschicht 35, ausgebildet auf der aktiven Schicht 34, eine
transparente Metallschicht 36, ausgebildet auf der zweiten leitenden Nitrid-
Halbleiterschicht 35 und eine erste Elektrode 37, ausgebildet auf einem Teil der
transparenten Metallschicht 36.
Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die
blaue Leuchtdiode ferner eine zweite Elektrode, ausgebildet auf dem Randab
schnitt R2 der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 33, der nicht durch die
Schichtstruktur abgedeckt ist. Die zweite Elektrode weist einen Hauptabschnitt 38
und Verlängerungen 38a, 38b auf, die sich von dem Hauptabschnitt 38 bandförmig
erstrecken. Der Hauptabschnitt 38 ist in der Mitte der Kante 33c auf der Oberflä
che der ersten Nitrid-Halbleiterschicht 33 ausgebildet. Die Verlängerungen 38a,
38b sind zu den Kanten 33b, 33c, 33d benachbart und entlang diesen auf der O
berfläche der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 33 ausgebildet, sodass sie
sich wenigstens entlang einer Kante auf der Oberfläche der ersten leitenden Nit
rid-Halbleiterschicht 33 erstrecken.
Die erste Elektrode 37 ist vorzugsweise nahe der Mitte einer Kante der transpa
renten Metallschicht 36 ausgebildet und liegt dem Hauptabschnitt 38 der zweiten
Elektrode gegenüber. Die Verlängerungen 38a, 38b der zweiten Elektrode erstre
cken sich entlang der Kanten 33b, 33c, 33d des ersten leitenden Nitrid-Halbleiters
33, an die die erste Elektrode 37 nicht angrenzt. Durch die oben beschriebene
Elektrodenstruktur, das heißt der Hauptabschnitt und die Verlängerungen der E
lektroden gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
kann der Konzentrationsbereich der Stromdichte in alle Richtungen verteilt wer
den. Zudem kann das auf der konzentrierten Stromdichte beruhende Stroman
sammlungsphänomen weiter verringert werden.
Um den Widerstand gegenüber elektrostatischer Entladung zu überprüfen, werden
die herkömmliche in Fig. 3 gezeigte blaue Leuchtdiode und die in Fig. 6 gezeigte
blaue Leuchtdiode gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er
findung unter identischen Bedingungen einem Test für die elektrostatische Entla
dung ausgesetzt. Die Testbedingungen umfassen das Aufladen eines Kondensa
tors von 200 pF bei einer angelegten Spannung von 200 V für alle Leuchtdioden
mit einem Durchmesser von 3 mm und das Entladen innerhalb eines Zeitintervalls
von einer Sekunde in Durchgangsrichtung durch einen Widerstand von 0 Ω. Die
Ergebnisse für die herkömmliche blaue Leuchtdiode und die erfindungsgemäße
blaue Leuchtdiode sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. In den Tabellen be
deutet Vf (V) die Ansteuerspannung in Durchlassrichtung, Po bedeutet die Aus
gangslichtleistung und Iv die Leuchtstärke.
Von den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist bemerkenswert, dass 40% der
herkömmlichen, in Fig. 3 gezeigten, blauen Leuchtdioden in dem Test für die e
lektrostatische Entladung ausfielen. Wie aus den Daten von Tabelle 2 hervorgeht,
fiel in demselben Test keine der erfindungsgemäßen blauen Leuchtdioden aus.
Dadurch ist nachgewiesen, dass die blaue Leuchtdiode gemäß der Erfindung ei
nen erhöhten Widerstand gegenüber elektrostatischer Entladung im Vergleich zu
der herkömmlichen blauen Leuchtdiode besitzt.
Nachfolgend wird eine blaue Leuchtdiode gemäß einem dritten bevorzugten Aus
führungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf eine blaue Leuchtdiode gemäß dem dritten bevor
zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf eine
blaue Leuchtdiode gemäß einer Weiterbildung des dritten bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiels der Erfindung. Die in den Fig. 7 und 8 gezeigten blauen
Leuchtdioden sind hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Struktur mit den blauen
Leuchtdioden der zuvor beschriebenen ersten und zweiten bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiele der Erfindung identisch, abgesehen von der ersten Elektrode, der
zweiten Elektrode und deren Verlängerungen. Aus diesem Grund entfallen Erläute
rungen, die denselben Aufbau und dieselbe Struktur betreffen.
Die blaue Leuchtdiode gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung umfasst eine erste Elektrode, ausgebildet auf einem Teil einer transpa
renten Metallschicht 46, die wie oben beschrieben Teil der Schichtstruktur ist und
eine zweite Elektrode, ausgebildet auf einem Randteil R2 der ersten leitenden Nit
rid-Halbleiterschicht, die nicht von der Schichtstruktur bedeckt ist. Die erste Elekt
rode weist einen Hauptabschnitt 47 und Verlängerungen 47a, 47b auf, die sich
von dem Hauptabschnitt 47 bandförmig erstrecken. Der Hauptabschnitt 48 ist na
he einer Ecke ausgebildet, wo sich benachbarte Kanten auf einer Oberfläche der
Metallschicht 46 schneiden. Die Verlängerungen 47a, 47b sind entlang wenigstens
einer Kante der Oberfläche der Metallschicht 46 ausgebildet.
Die zweite Elektrode weist einen Hauptabschnitt 48 und eine Verlängerung 48a
auf, die sich ausgehend von dem Hauptabschnitt 48 bandförmig erstreckt. Der
Hauptabschnitt 48 der zweiten Elektrode ist nahe einer Ecke ausgebildet, wo sich
benachbarte Kanten 43c, 43d auf der Oberfläche der ersten Nitrid-
Halbleiterschicht 43 schneiden. Die Verlängerung 48a ist benachbart zu der Kante
43d der Oberfläche der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 43 entlang we
nigstens einer Kante der Oberfläche der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
43 ausgebildet.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist der Hauptabschnitt 47 der ersten Elektrode vorzugs
weise in der Mitte von einer der beiden Kanten der transparenten Metallschicht 46
ausgebildet, die nicht an den Hauptabschnitt 48 der zweiten Elektrode angrenzen.
Die Verlängerungen 47a, 47b der ersten Elektrode erstrecken sich entlang der
Kante, zu der der Hauptabschnitt 47 der ersten Elektrode benachbart ist, ausge
hend von dem Hauptabschnitt 47 in beide seitlichen Richtungen. Die Verlängerung
48a der zweiten Elektrode ist auf der Kante 43d der ersten leitenden Nitrid-
Halbleiterschicht 43 ausgebildet und liegt dem Hauptabschnitt 47 der ersten Elekt
rode gegenüber.
Nachfolgend wird auf Fig. 8 Bezug genommen. Der Hauptabschnitt 47 der ersten
Elektrode ist nahe einer Ecke, umfassend eine der beiden Kanten der transpa
renten Metallschicht 46, ausgebildet, an die der Hauptabschnitt 48 der zweiten
Elektrode angrenzt. Die Verlängerungen 47a, 47b der ersten Elektrode erstrecken
sich entlang der Kanten der transparenten Metallschicht 46, an die der Hauptab
schnitt 47 der ersten Elektrode angrenzt. Die Verlängerung 48a der zweiten Elekt
rode erstreckt sich entlang der beiden Kanten 43a, 43d, die sich an der Ecke der
Fläche der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht 43 schneiden, wobei die Ecke
dem Hauptabschnitt 47 der ersten Elektrode 47 diagonal gegenüberliegt.
Durch die zuvor beschriebenen Hauptabschnitte und die Verlängerungen der E
lektroden gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
dessen Weiterbildung kann der in Fig. 3 gezeigte Konzentrationsbereich der
Stromdichte gleichmäßig verteilt werden. Darüber hinaus kann das auf der kon
zentrierten Stromdichte beruhende Stromansammlungsphänomen weiter verrin
gert werden.
Wie oben ausgeführt wurde, werden die Ausführungsbeispiele der Erfindung zum
Zweck der Erläuterung beschrieben. Beispielsweise bezeichnet der Zwischenraum
zwischen der zweiten Elektrode, ausgebildet auf dem Randabschnitt und dem
zentralen Abschnitt oberhalb der N-Typ Halbleiterschicht mit der darauf ausgebil
deten aktiven Schicht einen gewissen Abstand, der in der Lage ist, die konzent
rierte Stromdichte durch die Verlängerung der Elektrode zu verteilen. Dement
sprechend kann ein Fachmann Modifikationen im Zusammenhang mit der Verlän
gerung der ersten Elektrode oder der Verlängerung der zweiten Elektrode gemäß
der Erfindung vornehmen. Die Verlängerung oder Erweiterung der ersten Elektro
de oder die Verlängerung oder Erweiterung der zweiten Elektrode, um eine wirk
same Verteilung der Stromdichte zu erreichen, wird ebenfalls von dem Erfin
dungsgedanken umfasst. Der Grund dafür ist, dass der Erfindungsgegenstand
durch derartige Verlängerungen der Elektrode den lokal konzentrierten Strompfad
zu den Verlängerungen hin verteilt, um eine rasche Temperaturerhöhung zu ver
meiden. Dementsprechend kann die Erfindung in unterschiedlichen Ausgestaltun
gen bei flachen Halbleiteraufbauten angewendet werden, bei denen die wirksame
Verteilung der Stromdichte in dem Chip erforderlich ist.
Wie oben beschrieben wurde, verteilt die blaue Leuchtdiode den lokal konzent
rierten Strompfad durch die Verlängerungen der Elektrode, wodurch die Tempe
raturableitung in den Chip verringert und ein rascher Temperaturanstieg verhindert
wird.
Im Gegensatz zu der allgemeinen blauen Leuchtdiode ist die erfindungsgemäße
blaue Leuchtdiode widerstandsfähig gegenüber elektrostatischer Entladung.
Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße blaue Leuchtdiode bei einer reduzier
ten Ansteuerspannung betrieben, wodurch das Problem umgangen wird, an dem
die herkömmliche blaue Leuchtdiode leidet, was auf der hohen Ansteuerspannung
beruht.
Dementsprechend überwindet die vorliegende Erfindung die Probleme, die mit
dem schnellen Temperaturanstieg aufgrund der hohen Stromdichte, beruhend auf
der Konzentration des Strompfades und der geringen Widerstandsfähigkeit gegen
elektrostatische Entladung zusammenhängen, sodass eine Verbesserung hin
sichtlich der Zuverlässigkeit der blauen Leuchtdiode und eine verbesserte Qualität
erzielt werden.
Darüber hinaus kann der Aufbau der erfindungsgemäßen Elektrode mit den Ver
längerungen bei anderen flachen Halbleiteraufbauten angewendet werden, bei
denen das durch die Konzentration des Strompfads verursachte Hitzephänomen
problematisch ist.
Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung bei einem modifizierten Herstellungs
verfahren angewendet werden, bei dem beispielsweise nach dem Wachsen einer
Epitaxieschicht als Grundstruktur die N-Typ Halbleiterschicht geätzt wird.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zum Zweck der Er
läuterung offenbart wurden, ist es für einen Fachmann naheliegend, dass vielfälti
ge Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem
Erfindungsgedanken abzuweichen, der in den Patentansprüchen offenbart wird.
Claims (15)
1. Blaue Leuchtdiode, umfassend:
ein isolierendes Substrat (21), vorzugsweise in quadratischer Form;
eine erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht (23), ausgebildet auf dem isolie renden Substrat (21), um eine in einen zentralen Teil (R1) und einen Randteil (R2) geteilte Oberfläche zu bilden, wobei der Randteil (R2) auf der Oberfläche an Kanten (23c, 23d) der Nitrid-Halbleiterschicht (23) angren zend entlang der Kanten (23c, 23d) ausgebildet ist und der zentrale Teil (R1) von dem Randteil (R2) umgeben ist;
eine Schichtstruktur, ausgebildet auf dem zentralen Teil (R1) der Nitrid- Halbleiterschicht (23), wobei die Schichtstruktur eine aktive Nitridschicht (24) auf der Nitrid-Halbleiterschicht (23) umfasst, eine zweite leitende Nitrid- Halbleiterschicht (25), ausgebildet auf der aktiven Schicht (24), eine trans parente Metallschicht (26), ausgebildet auf der zweiten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (25) und eine erste Elektrode (27), ausgebildet auf einem Teil der transparenten Metallschicht (26); und
eine zweite Elektrode, ausgebildet auf dem Randteil (R2) der ersten leiten den Nitrid-Halbleiterschicht (23), der nicht von der Schichtstruktur bedeckt ist, wobei die zweite Elektrode einen Hauptteil (28) und sich von dem Hauptteil (28) bandförmig erstreckende Verlängerungen (28a, 28b) auf weist, wobei der Hauptteil (28) nahe einer Ecke ausgebildet ist, an der sich benachbarte Kanten (23c, 23d) auf der Fläche der ersten Nitrid- Halbleiterschicht (23) schneiden, wobei die Verlängerungen (28a, 28b) an Kanten (23c, 23d) auf der Oberfläche der ersten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (23) angrenzend ausgebildet sind, sodass sie sich entlang wenigstens einer Kante (23c, 23d) der Fläche der ersten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (23) erstrecken.
ein isolierendes Substrat (21), vorzugsweise in quadratischer Form;
eine erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht (23), ausgebildet auf dem isolie renden Substrat (21), um eine in einen zentralen Teil (R1) und einen Randteil (R2) geteilte Oberfläche zu bilden, wobei der Randteil (R2) auf der Oberfläche an Kanten (23c, 23d) der Nitrid-Halbleiterschicht (23) angren zend entlang der Kanten (23c, 23d) ausgebildet ist und der zentrale Teil (R1) von dem Randteil (R2) umgeben ist;
eine Schichtstruktur, ausgebildet auf dem zentralen Teil (R1) der Nitrid- Halbleiterschicht (23), wobei die Schichtstruktur eine aktive Nitridschicht (24) auf der Nitrid-Halbleiterschicht (23) umfasst, eine zweite leitende Nitrid- Halbleiterschicht (25), ausgebildet auf der aktiven Schicht (24), eine trans parente Metallschicht (26), ausgebildet auf der zweiten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (25) und eine erste Elektrode (27), ausgebildet auf einem Teil der transparenten Metallschicht (26); und
eine zweite Elektrode, ausgebildet auf dem Randteil (R2) der ersten leiten den Nitrid-Halbleiterschicht (23), der nicht von der Schichtstruktur bedeckt ist, wobei die zweite Elektrode einen Hauptteil (28) und sich von dem Hauptteil (28) bandförmig erstreckende Verlängerungen (28a, 28b) auf weist, wobei der Hauptteil (28) nahe einer Ecke ausgebildet ist, an der sich benachbarte Kanten (23c, 23d) auf der Fläche der ersten Nitrid- Halbleiterschicht (23) schneiden, wobei die Verlängerungen (28a, 28b) an Kanten (23c, 23d) auf der Oberfläche der ersten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (23) angrenzend ausgebildet sind, sodass sie sich entlang wenigstens einer Kante (23c, 23d) der Fläche der ersten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (23) erstrecken.
2. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
erste Elektrode (27) dem Hauptabschnitt (28) der zweiten Elektrode diago
nal gegenüberliegt und sich die Verlängerungen (28a, 28b) der zweiten E
lektrode entlang aller Kanten (23c, 23d) erstrecken, an die der Hauptab
schnitt (28) der zweiten Elektrode angrenzt.
3. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
erste Elektrode (27) nahe einer Ecke ausgebildet ist, umfassend eine der
beiden Kanten der transparenten Metallschicht (26), an die der Hauptab
schnitt (28) einer zweiten Elektrode angrenzt und wobei sich die Verlänge
rung (28a, 28b) der zweiten Elektrode entlang der beiden Kanten (23c, 23d)
erstreckt, die sich an einer Ecke der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht
(23) schneiden, und die zweite Elektrode der ersten Elektrode (27) diagonal
gegenüberliegend angeordnet ist.
4. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
erste Elektrode (27) in der Mitte einer der beiden Kanten (23a, 23b) der
transparenten Metallschicht (26) ausgebildet ist, welche Kanten (23a, 23b)
nicht an den Hauptabschnitt (28) der zweiten Elektrode angrenzen.
5. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verlängerung (28a, 28b) der zweiten Elektrode (28) sich entlang aller Kan
ten (23a, 23c, 23d) des Randteils erstreckt, ausgenommen die Kante (23b),
auf der die erste Elektrode (27) ausgebildet ist.
6. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
erste Elektrode (27) in der Mitte der transparenten Metallschicht (26) aus
gebildet ist.
7. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verlängerung (28a) der zweiten Elektrode (28) sich über den Randabschnitt
(R2) der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (26) erstreckt, um eine,
den zentralen Teil der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (26) umfas
sende, geschlossene Struktur zu bilden.
8. Blaue Leuchtdiode umfassend:
ein isolierendes Substrat (31) mit einer quadratischen Form;
eine erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht (33), ausgebildet auf der ganzen Oberfläche des isolierenden Substrats (31), welche Nitrid-Halbleiterschicht (33) eine in einen freiliegenden Randteil (R2) und einen zentralen Teil (R1) geteilte freiliegende Oberfläche aufweist, welcher Randteil (R2) auf den zu den Kanten (33a, 33b, 33c, 33d) der Nitrid-Halbleiterschicht (33) benach barten Flächen und entlang der Kanten (33a, 33b, 33c, 33d) des Nitrid- Halbleiters (33) angeordnet ist und wobei der zentrale Teil (R1) von dem Randteil (R2) umgeben ist;
eine Schichtstruktur, ausgebildet auf dem zentralen Teil (R1) der Nitrid- Halbleiterschicht (33), wobei die Schichtstruktur eine aktive Nitridschicht (34) umfasst, ausgebildet auf der Nitrid-Halbleiterschicht (33), eine zweite leitende Nitrid-Halbleiterschicht (35), ausgebildet auf der aktiven Schicht (34), eine transparente Metallschicht (36), ausgebildet auf der zweiten lei tenden Nitrid-Halbleiterschicht (35) und eine erste Elektrode (37), ausgebil det auf einem Abschnitt der transparenten Metallschicht (36); und
eine zweite Elektrode, ausgebildet auf dem Randabschnitt (R2) der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (33), der nicht von der Schichtstruktur be deckt ist, welche zweite Elektrode einen Hauptabschnitt (38) und Verlänge rungen (38a, 38b) aufweist, die sich von dem Hauptabschnitt (38) bandför mig erstrecken, wobei der Hauptabschnitt (38) in der Mitte einer Kante (33c) auf der Oberfläche der ersten Nitrid-Halbleiterschicht (33) ausgebildet ist, und wobei die Verlängerungen (38a, 38b) benachbart zu und entlang we nigstens einer Kante (33b, 33c, 33d) auf der Oberfläche der ersten leiten den Nitrid-Halbleiterschicht (33) ausgebildet sind.
ein isolierendes Substrat (31) mit einer quadratischen Form;
eine erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht (33), ausgebildet auf der ganzen Oberfläche des isolierenden Substrats (31), welche Nitrid-Halbleiterschicht (33) eine in einen freiliegenden Randteil (R2) und einen zentralen Teil (R1) geteilte freiliegende Oberfläche aufweist, welcher Randteil (R2) auf den zu den Kanten (33a, 33b, 33c, 33d) der Nitrid-Halbleiterschicht (33) benach barten Flächen und entlang der Kanten (33a, 33b, 33c, 33d) des Nitrid- Halbleiters (33) angeordnet ist und wobei der zentrale Teil (R1) von dem Randteil (R2) umgeben ist;
eine Schichtstruktur, ausgebildet auf dem zentralen Teil (R1) der Nitrid- Halbleiterschicht (33), wobei die Schichtstruktur eine aktive Nitridschicht (34) umfasst, ausgebildet auf der Nitrid-Halbleiterschicht (33), eine zweite leitende Nitrid-Halbleiterschicht (35), ausgebildet auf der aktiven Schicht (34), eine transparente Metallschicht (36), ausgebildet auf der zweiten lei tenden Nitrid-Halbleiterschicht (35) und eine erste Elektrode (37), ausgebil det auf einem Abschnitt der transparenten Metallschicht (36); und
eine zweite Elektrode, ausgebildet auf dem Randabschnitt (R2) der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (33), der nicht von der Schichtstruktur be deckt ist, welche zweite Elektrode einen Hauptabschnitt (38) und Verlänge rungen (38a, 38b) aufweist, die sich von dem Hauptabschnitt (38) bandför mig erstrecken, wobei der Hauptabschnitt (38) in der Mitte einer Kante (33c) auf der Oberfläche der ersten Nitrid-Halbleiterschicht (33) ausgebildet ist, und wobei die Verlängerungen (38a, 38b) benachbart zu und entlang we nigstens einer Kante (33b, 33c, 33d) auf der Oberfläche der ersten leiten den Nitrid-Halbleiterschicht (33) ausgebildet sind.
9. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
erste Elektrode (37) nahe der Mitte einer Kante (33a) der transparenten
Metallschicht (26), dem Hauptabschnitt (38) der zweiten Elektrode gegenü
berliegend, ausgebildet ist.
10. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verlängerungen (38a, 38b) der zweiten Elektrode sich entlang derjenigen
Kanten (33b, 33c, 33d) des ersten leitenden Nitrid-Halbleiters (33) erstre
cken, an die die erste Elektrode (37) nicht angrenzt.
11. Blaue Leuchtdiode umfassend:
ein isolierendes Substrat mit quadratischer Form;
eine auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Substrats ausgebildete erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht (43), die eine in einen freiliegenden Randteil (R2) und einen zentralen Teil geteilte Oberfläche aufweist, wobei der Randteil (R2) sich über die an die Kanten (43a, 43b, 43c, 43d) der Nit rid-Halbleiterschicht (43) angrenzenden Flächen und entlang der Kanten (43a, 43b, 43c, 43d) des Nitrid-Halbleiters (43) erstreckt und der zentrale Teil von dem Randteil (R2) umgeben ist;
eine auf dem zentralen Teil der Nitrid-Halbleiterschicht (43) ausgebildete Schichtstruktur, die eine auf der Nitrid-Halbleiterschicht (43) ausgebildete aktive Nitridschicht umfasst, eine zweite leitende, auf der aktiven Schicht ausgebildete Nitrid-Halbleiterschicht (45), eine transparente Metallschicht (46), ausgebildet auf der zweiten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (45) und eine auf einem Teil der transparenten Metallschicht (46) ausgebildete erste Elektrode, die einen Hauptabschnitt (47) und Verlängerungen (47a, 47b) aufweist, die sich von dem Hauptabschnitt (47) bandförmig erstrecken, wo bei der Hauptabschnitt (47) nahe einer Ecke ausgebildet ist, wo sich be nachbarte Kanten (43b, 43c) auf der Oberfläche der Metallschicht (46) schneiden, wobei die Verlängerungen (47a, 47b) entlang wenigstens einer Kante (43b, 43c) der Oberfläche der Metallschicht (46) ausgebildet sind; und
eine auf dem Randteil (R2) der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (43), die nicht von der Schichtstruktur bedeckt ist, ausgebildete zweite E lektrode, die einen Hauptabschnitt (48) und Verlängerungen (48a) aufweist, die sich von dem Hauptabschnitt (48) bandförmig erstrecken, wobei der Hauptabschnitt (48) der zweiten Elektrode nahe einer Ecke ausgebildet ist, an der sich benachbarte Kanten (43c, 43d) auf der Oberfläche der ersten Nitrid-Halbleiterschicht (43) schneiden, welche Verlängerungen (48a) an grenzend an eine Kante (43d) der Oberseite der ersten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (43) und entlang wenigstens einer Kante (43a) der Ober seite der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (43) ausgebildet sind.
ein isolierendes Substrat mit quadratischer Form;
eine auf der gesamten Oberfläche des isolierenden Substrats ausgebildete erste leitende Nitrid-Halbleiterschicht (43), die eine in einen freiliegenden Randteil (R2) und einen zentralen Teil geteilte Oberfläche aufweist, wobei der Randteil (R2) sich über die an die Kanten (43a, 43b, 43c, 43d) der Nit rid-Halbleiterschicht (43) angrenzenden Flächen und entlang der Kanten (43a, 43b, 43c, 43d) des Nitrid-Halbleiters (43) erstreckt und der zentrale Teil von dem Randteil (R2) umgeben ist;
eine auf dem zentralen Teil der Nitrid-Halbleiterschicht (43) ausgebildete Schichtstruktur, die eine auf der Nitrid-Halbleiterschicht (43) ausgebildete aktive Nitridschicht umfasst, eine zweite leitende, auf der aktiven Schicht ausgebildete Nitrid-Halbleiterschicht (45), eine transparente Metallschicht (46), ausgebildet auf der zweiten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (45) und eine auf einem Teil der transparenten Metallschicht (46) ausgebildete erste Elektrode, die einen Hauptabschnitt (47) und Verlängerungen (47a, 47b) aufweist, die sich von dem Hauptabschnitt (47) bandförmig erstrecken, wo bei der Hauptabschnitt (47) nahe einer Ecke ausgebildet ist, wo sich be nachbarte Kanten (43b, 43c) auf der Oberfläche der Metallschicht (46) schneiden, wobei die Verlängerungen (47a, 47b) entlang wenigstens einer Kante (43b, 43c) der Oberfläche der Metallschicht (46) ausgebildet sind; und
eine auf dem Randteil (R2) der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (43), die nicht von der Schichtstruktur bedeckt ist, ausgebildete zweite E lektrode, die einen Hauptabschnitt (48) und Verlängerungen (48a) aufweist, die sich von dem Hauptabschnitt (48) bandförmig erstrecken, wobei der Hauptabschnitt (48) der zweiten Elektrode nahe einer Ecke ausgebildet ist, an der sich benachbarte Kanten (43c, 43d) auf der Oberfläche der ersten Nitrid-Halbleiterschicht (43) schneiden, welche Verlängerungen (48a) an grenzend an eine Kante (43d) der Oberseite der ersten leitenden Nitrid- Halbleiterschicht (43) und entlang wenigstens einer Kante (43a) der Ober seite der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (43) ausgebildet sind.
12. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der
Hauptabschnitt (47) der ersten Elektrode in der Mitte einer von zwei Kanten
(43a, 43b) der transparenten Metallschicht (46) ausgebildet ist, die nicht an
den Hauptabschnitt (48) der zweiten Elektrode angrenzen und wobei die
Verlängerungen (47a, 47b) der ersten Elektrode sich in beide seitliche
Richtungen entlang derjenigen Kante (43b) erstrecken, an die der Hauptab
schnitt (47) der ersten Elektrode angrenzt.
13. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verlängerung (48a) der zweiten Elektrode an der Kante (43d) der ersten
leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (43) ausgebildet ist, die dem Hauptab
schnitt (47) der ersten Elektrode gegenüberliegt.
14. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der
Hauptabschnitt (47) der ersten Elektrode nahe einer Ecke ausgebildet ist,
umfassend eine der beiden Kanten (43c, 43d) der transparenten Metall
schicht (46), zu denen der Hauptabschnitt (48) der zweiten Elektrode be
nachbart ist und wobei die Verlängerungen (47a, 47b) der ersten Elektrode
sich entlang der beiden Kanten (43b, 43c) der transparenten Metallschicht
(46) erstrecken, zu denen der Hauptabschnitt (47) der ersten Elektrode be
nachbart ist.
15. Blaue Leuchtdiode nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich
die Verlängerung (48a) der zweiten Elektrode entlang der beiden sich an
der Ecke der ersten leitenden Nitrid-Halbleiterschicht (43) schneidenden
Kanten (43a, 43d) erstreckt, welche Ecke dem Hauptabschnitt (47) der
ersten Elektrode diagonal gegenüberliegend angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20000051953 | 2000-09-04 | ||
KR10-2001-0034460A KR100419613B1 (ko) | 2000-09-04 | 2001-06-18 | 전류밀도 분산용 전극구조를 구비한 청색 발광소자 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10135905A1 true DE10135905A1 (de) | 2002-04-04 |
Family
ID=26638362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10135905A Ceased DE10135905A1 (de) | 2000-09-04 | 2001-07-24 | Blaue Leuchtdiode mit einer Elektrodenstruktur zur Verteilung einer Stromdichte |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6603152B2 (de) |
JP (1) | JP2002094118A (de) |
DE (1) | DE10135905A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2315267A1 (de) * | 2009-10-22 | 2011-04-27 | LG Innotek Co., Ltd. | Lichtemittierende Vorrichtung, Gehäuse für lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungssystem |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6764940B1 (en) | 2001-03-13 | 2004-07-20 | Novellus Systems, Inc. | Method for depositing a diffusion barrier for copper interconnect applications |
JP2003069074A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-03-07 | Shurai Kagi Kofun Yugenkoshi | 半導体装置 |
US6858873B2 (en) * | 2002-01-23 | 2005-02-22 | Chia Ta World Co Ltd | Semiconductor diode having a semiconductor die with a substrate and multiple films applied thereover |
US6881983B2 (en) * | 2002-02-25 | 2005-04-19 | Kopin Corporation | Efficient light emitting diodes and lasers |
US7002180B2 (en) * | 2002-06-28 | 2006-02-21 | Kopin Corporation | Bonding pad for gallium nitride-based light-emitting device |
WO2003107442A2 (en) * | 2002-06-17 | 2003-12-24 | Kopin Corporation | Electrode for p-type gallium nitride-based semiconductors |
US6955985B2 (en) | 2002-06-28 | 2005-10-18 | Kopin Corporation | Domain epitaxy for thin film growth |
JP2004056010A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 窒化物半導体発光素子 |
KR100543696B1 (ko) * | 2002-09-09 | 2006-01-20 | 삼성전기주식회사 | 고효율 발광 다이오드 |
CN100461467C (zh) * | 2002-10-03 | 2009-02-11 | 日亚化学工业株式会社 | 发光二极管 |
JP3956918B2 (ja) * | 2002-10-03 | 2007-08-08 | 日亜化学工業株式会社 | 発光ダイオード |
US8298933B2 (en) | 2003-04-11 | 2012-10-30 | Novellus Systems, Inc. | Conformal films on semiconductor substrates |
US7842605B1 (en) | 2003-04-11 | 2010-11-30 | Novellus Systems, Inc. | Atomic layer profiling of diffusion barrier and metal seed layers |
US6869812B1 (en) | 2003-05-13 | 2005-03-22 | Heng Liu | High power AllnGaN based multi-chip light emitting diode |
KR20040104265A (ko) * | 2003-06-03 | 2004-12-10 | 삼성전기주식회사 | 질화 갈륨계 반도체 led 소자 |
US20050179042A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-18 | Kopin Corporation | Monolithic integration and enhanced light extraction in gallium nitride-based light-emitting devices |
US20050179046A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-08-18 | Kopin Corporation | P-type electrodes in gallium nitride-based light-emitting devices |
US7566908B2 (en) * | 2004-11-29 | 2009-07-28 | Yongsheng Zhao | Gan-based and ZnO-based LED |
KR100631975B1 (ko) * | 2005-03-30 | 2006-10-11 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 |
JP4787561B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2011-10-05 | 昭和電工株式会社 | pn接合型発光ダイオード |
JP4918235B2 (ja) * | 2005-08-03 | 2012-04-18 | 昭和電工株式会社 | pn接合型化合物半導体発光ダイオード |
JP4963807B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2012-06-27 | 昭和電工株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
WO2008038842A1 (en) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Seoul Opto Device Co., Ltd. | Light emitting diode having extensions of electrodes for current spreading |
KR100833311B1 (ko) * | 2007-01-03 | 2008-05-28 | 삼성전기주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 |
JP2008305857A (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置 |
JP2011119519A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
JP2012019140A (ja) | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子およびランプ、電子機器、機械装置 |
JP2012054525A (ja) | 2010-08-04 | 2012-03-15 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
CN103367595B (zh) * | 2012-03-30 | 2016-02-10 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管晶粒及其制造方法 |
TWI465736B (zh) | 2012-10-11 | 2014-12-21 | Ind Tech Res Inst | 半導體元件之檢測方法及其檢測系統 |
CN104064653B (zh) * | 2014-07-04 | 2016-08-31 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 发光二极管、封装基板结构及封装方法 |
US10622518B1 (en) | 2018-12-12 | 2020-04-14 | Bolb Inc. | Light-emitting diode with a mesa constructed from a unit cell |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07254732A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-10-03 | Toshiba Corp | 半導体発光装置 |
US6107644A (en) * | 1997-01-24 | 2000-08-22 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
JP3693468B2 (ja) | 1997-07-23 | 2005-09-07 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子 |
US6344665B1 (en) * | 2000-06-23 | 2002-02-05 | Arima Optoelectronics Corp. | Electrode structure of compound semiconductor device |
-
2001
- 2001-07-09 US US09/899,993 patent/US6603152B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-10 JP JP2001208868A patent/JP2002094118A/ja active Pending
- 2001-07-24 DE DE10135905A patent/DE10135905A1/de not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2315267A1 (de) * | 2009-10-22 | 2011-04-27 | LG Innotek Co., Ltd. | Lichtemittierende Vorrichtung, Gehäuse für lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungssystem |
US8148737B2 (en) | 2009-10-22 | 2012-04-03 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device, light emitting device package and lighting system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6603152B2 (en) | 2003-08-05 |
US20020047128A1 (en) | 2002-04-25 |
JP2002094118A (ja) | 2002-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10135905A1 (de) | Blaue Leuchtdiode mit einer Elektrodenstruktur zur Verteilung einer Stromdichte | |
DE60217943T2 (de) | Nitrid-Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE69838410T2 (de) | Herstellungsverfahren einer optischen Halbleitervorrichtung | |
DE112006001084B4 (de) | Licht emittierende Bauelemente mit aktiven Schichten, die sich in geöffnete Grübchen erstrecken | |
DE69637304T2 (de) | Lichtemittierende Halbleitervorrichtung bestehend aus einer III-V Nitridverbindung | |
DE4017632C2 (de) | Lichtemittierende Halbleitervorrichtung | |
DE69835216T2 (de) | Halbleitervorrichtung aus einer nitridverbindung | |
DE19817368B4 (de) | Leuchtdiode | |
DE10213358B4 (de) | Licht emittierende III-Nitrid-Anordnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE10213395B4 (de) | Indiumgalliumnitrid-Glättungsstrukturen für III-Nitried-Anordnungen | |
DE3943232A1 (de) | Lichtemittierende diode | |
DE10253082A1 (de) | Nitrid-Halbleiteranordnung mit reduzierten Polarisationsfeldern | |
DE19913355A1 (de) | Integrierte Opto-Elektronische Schaltung | |
DE19517697A1 (de) | Strahlungsemittierende Diode | |
DE10208021A1 (de) | Erhöhen der Helligkeit von Licht emittierenden III-Nitrid-Anordnungen | |
DE102005013580A1 (de) | Licht emittierendes Element | |
DE19905517A1 (de) | Mehrschichtige Indium-enthaltende Nitridpufferschicht für die Nitrid-Epitaxie | |
DE112017003572T5 (de) | Ultraviolette lichtemittierende diode | |
DE102009010480A1 (de) | Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen derselben und Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungs-Baugruppe, die diese verwendet | |
DE112005002838T5 (de) | Halbleiterstapelstruktur auf Basis von Galliumnitrid, Verfahren zu dessen Herstellung, Halbleitervorrichtung auf Basis von Galliumnitrid und Lampe unter Verwendung der Vorrichtung | |
WO2015011155A1 (de) | Optoelektronischer halbleiterchip mit einem mehrfach-quantentopf mit mindestens einer hochbarrierenschicht | |
DE19932201A1 (de) | Photonische Halbleitervorrichtung | |
DE4036222A1 (de) | Verfahren zur herstellung von halbleiterelementen, insbesondere von dioden | |
DE3509441A1 (de) | Halbleiterlaser-chip | |
DE19938480A1 (de) | Photonische Halbleitervorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |