專利名稱：具有重疊電極的led芯片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED芯片結(jié)構(gòu)，尤其是一種具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，屬于 LED芯片的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，發(fā)光二極管(LED)無疑成為最受重視的光源技術(shù)之一。一方面LED具有體積小的特性，另一方面LED具備低電流、低電壓驅(qū)動(dòng)的省電特性。理論上預(yù)計(jì)，半導(dǎo)體LED 照明燈的發(fā)光效率可以達(dá)到甚至超過白熾燈的10倍、日光燈的2倍。同時(shí)，它還具有結(jié)構(gòu)牢固，抗沖擊和抗震能力強(qiáng)，超長壽命，可以達(dá)到100000小時(shí)；無紅外線和紫外線輻射；無汞，有利于環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)。其中，作為在光電領(lǐng)域的主要應(yīng)用之一，GaN基材料得到了越來越多的關(guān)注，利用 GaN基半導(dǎo)體材料可制作出超高亮度藍(lán)、綠、白光發(fā)光二極管。由于GaN基發(fā)光二極管的亮度取得了很大的提高，使得GaN基發(fā)光二極管在很多領(lǐng)域都取得了應(yīng)用，例如交通信號燈、 移動(dòng)電話背光、汽車尾燈、短距離通信、光電計(jì)算互連等。而在不久的將來可能用作節(jié)能、環(huán)保照明器具的GaN基白光LED則更是將引起照明產(chǎn)業(yè)的革命，有著非常廣闊的應(yīng)用前景，半導(dǎo)體照明一旦成為現(xiàn)實(shí)，其意義重大。眾所周知，常規(guī)的LED芯片需要有正負(fù)電極接入使其發(fā)光，對應(yīng)的需要在芯片上制作正負(fù)打線盤，通常是金材質(zhì)，對藍(lán)綠色光部分吸收較大，由此引起了光吸收，大大影響出光效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，提高出光效率，降低成本，穩(wěn)定可靠。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，包括襯底及位于所述襯底上的N型氮化鎵層、量子阱及P型氮化鎵層；所述P型淡化基層上覆蓋有第一透明導(dǎo)電層，第一透明導(dǎo)電層上覆蓋有第二透明導(dǎo)電層，所述第二透明導(dǎo)電層上設(shè)有對稱分布的P電極，所述P電極與第二透明導(dǎo)電層電連接；P電極的正下方均設(shè)有透明的電流擴(kuò)散控制絕緣層。所述P電極在第一透明導(dǎo)電層上的投影面積不大于電流擴(kuò)散控制絕緣層在第一透明導(dǎo)電層上的投影面積。所述電流擴(kuò)散控制絕緣層包括二氧化硅。所述第二透明導(dǎo)電層的等效電阻值低于第一透明導(dǎo)電層的等效電阻值。所述N型氮化鎵層上設(shè)有對稱分布的N電極，N電極與N型氮化鎵層電連接。所述第一透明導(dǎo)電層與第二透明導(dǎo)電層為ITO層。所述襯底為藍(lán)寶石基板。所述 N電極的材料包括Al、Ag、Cr、Ni或Ti。所述N電極上覆蓋有枝杈絕緣層。所述枝杈絕緣層包括二氧化硅。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)P型氮化鎵層上設(shè)有第一透明導(dǎo)電層，第一透明導(dǎo)電層上設(shè)有第二透明導(dǎo)電層，第一透明導(dǎo)電層與第二透明導(dǎo)電層間設(shè)置電流擴(kuò)散控制絕緣層，電流擴(kuò)散控制絕緣層位于P電極的正下方，并能夠完全遮擋P電極；通過電流擴(kuò)散控制絕緣層能改變LED工作時(shí)的電流路徑，使得發(fā)光區(qū)域位于電流擴(kuò)散控制絕緣層的四周，遠(yuǎn)離P電極，避免P電極對光線的吸收，達(dá)到減少電極面積，增加發(fā)光面積，提高出光效率，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖廣圖2所示本發(fā)明包括襯底1、N型氮化鎵層2、量子阱3、P型氮化鎵層4、 第一透明導(dǎo)電層5、第二透明導(dǎo)電層6、P電極7、N電極8、電流擴(kuò)散控制絕緣層9、電流傳輸方向10及枝杈絕緣層11。如圖1和圖2所示為了改變目前LED芯片中電流傳輸?shù)穆窂?，以提高LED芯片的出光效率，本發(fā)明包括襯底1，所述襯底1上覆蓋有N型氮化鎵層2，所述N型氮化鎵層2上覆蓋有量子阱3，量子阱3上覆蓋有P型氮化鎵層4，P型氮化鎵層4上設(shè)有第一透明導(dǎo)電層 5，第一透明導(dǎo)電層5上覆蓋有第二透明導(dǎo)電層6，第二透明導(dǎo)電層6上設(shè)有電連接的P電極7，所述P電極7對稱分布于第二透明導(dǎo)電層6上，且兩個(gè)P電極7連接成一體。N型氮化鎵層2上設(shè)有電連接的N電極8，N電極8對稱分布于N型氮化鎵層2上，在N型氮化鎵層2對應(yīng)設(shè)置N電極8的部位設(shè)置有缺口，所述缺口從第二透明導(dǎo)電層6向下一直延伸到N 型氮化鎵層2上，相鄰的N電極8也相互連接成為一體，從而形成LED芯片的兩個(gè)電極。本發(fā)明圖示中的P電極7與N電極8的結(jié)構(gòu)，一般為大功率LED芯片中。N電極8 —般采用高反射率金屬，如Al、Ag、Cr、Ni或Ti等，也可以為其他高反射率金屬，能實(shí)現(xiàn)對光線的反射， 提高LED芯片的出光效率。N電極8上還可以覆蓋有枝杈絕緣層11，所述枝杈絕緣層11 一般為二氧化硅。在所述P電極7的正下方設(shè)有電流擴(kuò)散控制絕緣層9，所述電流擴(kuò)散控制絕緣層9 位于第二透明導(dǎo)電層6內(nèi)，且電流擴(kuò)散控制絕緣層9位于第一透明導(dǎo)電層5與第二透明導(dǎo)電層6的結(jié)合部。電流擴(kuò)散控制絕緣層9為透明結(jié)構(gòu)，電流擴(kuò)散控制絕緣層9的材料一般為二氧化硅，也可以為其他透明絕緣材質(zhì)。襯底1為藍(lán)寶石基板。襯底1、N型氮化鎵層2、 量子阱3及P型氮化鎵層4的設(shè)置與常規(guī)LED芯片的設(shè)置保持一致。P電極7在第一透明導(dǎo)電層5上的透明面積不大于電流擴(kuò)散控制絕緣層9在第一透明導(dǎo)電層5上的投影面積，由于電流擴(kuò)散控制絕緣層9位于P電極7的正下方，因此P電極7向下的投影能完全落在電流擴(kuò)散控制絕緣層9上，電流擴(kuò)散控制絕緣層9能完全遮擋 P電極7。當(dāng)P電極7與外部電源連接工作時(shí)，由于電流擴(kuò)散控制絕緣層9的絕緣作用，能使得電流傳輸方向9分布于電流擴(kuò)散控制絕緣層9的四周，遠(yuǎn)離P電極7，避免光線被P電極7的吸收，提高出光效率。
第一透明導(dǎo)電層5與第二透明導(dǎo)電層6均為ITO (銦錫氧化物半導(dǎo)體)，第一透明導(dǎo)電層5經(jīng)過高溫退火處理，第二透明導(dǎo)電層6不需要經(jīng)過高溫退火處理，第二透明導(dǎo)電層 6的等效電阻低于第一透明導(dǎo)電層5的等效電阻，一般第二透明導(dǎo)電層6的等效電阻與第一透明導(dǎo)電層5的1/3。第一透明導(dǎo)電層5經(jīng)過高溫退火的合金處理后，能解決與P型氮化鎵層4的接觸問題，這個(gè)也是所有使用ITO都必須進(jìn)行的工藝步驟；第二透明導(dǎo)電層6不經(jīng)過高溫退火的合金處理，可以有效解決因增加電流擴(kuò)散控制絕緣層9而引起LED芯片電壓升高的問題。如圖1和圖2所示使用時(shí)，LED芯片通過P電極7、N電極8與外部電源連接；P 電極7通過第一透明導(dǎo)電層5、第二透明導(dǎo)電層6與P型氮化鎵層4電連接，N電極8與N 型氮化鎵層2電連接；LED芯片在外部電壓作用下發(fā)光。由于P電極7的正下方設(shè)置電流擴(kuò)散控制絕緣層9，因此從P電極7發(fā)出的電勢線不能垂直向下，電流會(huì)從電流擴(kuò)散控制絕緣層9的邊緣流向下方的第一透明導(dǎo)電層5及P型氮化鎵層4，即使得電流傳輸方向10發(fā)生改變，LED芯片的發(fā)光區(qū)域位于電流擴(kuò)散控制絕緣層9的四周，遠(yuǎn)離了 P電極7，避免被P 電極7吸收，提高出光效率。
權(quán)利要求
1.一種具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，包括襯底(1)及位于所述襯底(1)上的N型氮化鎵層(2)、量子阱(3)及P型氮化鎵層(4)；其特征是所述P型淡化基層(4)上覆蓋有第一透明導(dǎo)電層(5)，第一透明導(dǎo)電層(5)上覆蓋有第二透明導(dǎo)電層(6)，所述第二透明導(dǎo)電層(6)上設(shè)有對稱分布的P電極(7)，所述P電極(7)與第二透明導(dǎo)電層(6)電連接；P電極 (7)的正下方均設(shè)有透明的電流擴(kuò)散控制絕緣層(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述P電極(7)在第一透明導(dǎo)電層(5)上的投影面積不大于電流擴(kuò)散控制絕緣層(9)在第一透明導(dǎo)電層(5) 上的投影面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述電流擴(kuò)散控制絕緣層(9)包括二氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述第二透明導(dǎo)電層(6)的等效電阻值低于第一透明導(dǎo)電層(5)的等效電阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述N型氮化鎵層(2)上設(shè)有對稱分布的N電極(8)，N電極(8)與N型氮化鎵層(2)電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一透明導(dǎo)電層(5)與第二透明導(dǎo)電層(6)為ITO層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述襯底(1)為藍(lán)寶石基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述N電極(8)的材料包括Al、Ag、Cr、Ni或Ti。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述N電極(8)上覆蓋有枝杈絕緣層(11)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其特征是所述枝杈絕緣層 (11)包括二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有重疊電極的LED芯片結(jié)構(gòu)，其包括襯底及N型氮化鎵層、量子阱及P型氮化鎵層；P型淡化基層上覆蓋有第一透明導(dǎo)電層，第一透明導(dǎo)電層上覆蓋有第二透明導(dǎo)電層，第二透明導(dǎo)電層上設(shè)有對稱分布的P電極，P電極與第二透明導(dǎo)電層電連接；P電極的正下方均設(shè)有透明的電流擴(kuò)散控制絕緣層。本發(fā)明第一透明導(dǎo)電層與第二透明導(dǎo)電層間設(shè)置電流擴(kuò)散控制絕緣層，電流擴(kuò)散控制絕緣層位于P電極的正下方，并能夠完全遮擋P電極；通過電流擴(kuò)散控制絕緣層能改變LED工作時(shí)的電流路徑，使得發(fā)光區(qū)域位于電流擴(kuò)散控制絕緣層的四周，遠(yuǎn)離P電極，避免P電極對光線的吸收，達(dá)到減少電極面積，增加發(fā)光面積，提高出光效率，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。
文檔編號H01L33/36GK102569581SQ20121004787
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者柯志杰, 謝志堅(jiān), 鄧群雄, 郭文平, 黃慧詩 申請人:江蘇新廣聯(lián)科技股份有限公司