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CN102800776A - 一种雪花状led电极结构 - Google Patents

一种雪花状led电极结构 Download PDF

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CN102800776A
CN102800776A CN2012101707951A CN201210170795A CN102800776A CN 102800776 A CN102800776 A CN 102800776A CN 2012101707951 A CN2012101707951 A CN 2012101707951A CN 201210170795 A CN201210170795 A CN 201210170795A CN 102800776 A CN102800776 A CN 102800776A
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CN
China
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CN2012101707951A
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English (en)
Inventor
江灏
吴锦壁
裴艳丽
范冰丰
王钢
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Sun Yat Sen University
Original Assignee
Sun Yat Sen University
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/83—Electrodes
    • H10H20/831—Electrodes characterised by their shape

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种雪花状LED电极结构，其中包括有：至少一个接触部分与至少一个交叉部分，所述交叉部分穿过所述接触部分且对称分布在接触部分的两侧；所述交叉部分上向外延伸有延伸部分，且所述延伸部分对称分布于交叉部分两侧。本发明主要用于改善发光二级管中电流在芯片中的扩展，“雪花”状电极交叉部分上向外延伸的延伸部分能更好的改善芯片电流分布，从而改善发光元件的发光亮度的均匀性，使得LED电流分布更均匀且发热更均匀。

Description

一种雪花状LED电极结构
技术领域
本发明涉及半导体发光器件技术领域，特别涉及一种雪花状LED电极结构。
背景技术
LED（Light Emitting Diode）发光二极管是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏就是一个半导体的p-n结。LED的工作原理可以简单的表述为：当施加正向电压时，少数载流子从p-n结的两侧注入；当在结的附近聚集高于平衡态浓度的非平衡载流子（                                                
Figure DEST_PATH_IMAGE001
），载流子复合发射光子。 对于传统的氮化物LED，由于其p型氮化物的导电性能差，因而当对其注入电流时，电流一般沿其垂直方向流动远远大于沿其水平方向流动。这就造成了电流自其接触部分流入后无法有效均匀的分布在p型氮化物中，即我们传统所说的LED电流扩展不均匀，进而造成了LED发光不均匀。另外，电流的局部堆积，还会造成芯片的开启电压过高，发热不均匀，有源层非辐射复合增加，进而造成内量子效率下降。
因此，如何改善LED电流扩展的横向均匀性就成了研究LED的一个关键方向。改善LED电流扩展均匀性主要可以从以下三个方面出发：第一、选择适合的半导体材料；第二、提高n型GaN层的电导率，从而减小电流横向流动的电阻，但是随着n型层掺杂浓度的提高，晶体质量下降，载流子散射严重，电导率下降，所以该种方法对电流扩展效应的改善有限；第三、合理布局电极结构，这是行之有效的改进方式。
一般来说，LED电极可分为同侧电极和垂直电极，即我们一般所述的双电极和单电极。二元(GaAs,)、三元(GaAsP)、四元(AlGaInP)，与SiC材料采用单电极结构，上正下负，因为这些衬底材料可导电，仅需在上面做单电极。 但如果用蓝宝石(人造的)作衬底的，因该材料不导电，所以，正负极都做在同一面,所以叫双电极。本发明主要运用于单电极中。对于现有垂直电极结构技术，传统认为电极形状为“米”字状的LED芯片的I-V性能最好。但我们知道，LED很难做到理想情况，即
Figure 845482DEST_PATH_IMAGE002
，所以电流往往聚集在p或n电极附近，对于“米”字型来说，在芯片中心部分，由于电极比较密集集中，电极交叉角度比较小，电流也相对比较集中。这样导致LED电流分布不够均匀从而导致发热也不够均匀。
发明内容
本发明的发明目的是针对现有半导体发光器件的技术不足，提供一种使得LED电流分布更均匀且发热更均匀的雪花状LED电极结构。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种雪花状LED电极结构，其中包括有：至少一个接触部分与至少一个交叉部分，所述交叉部分穿过所述接触部分且对称分布在接触部分的两侧；所述交叉部分上向外延伸有延伸部分，且所述延伸部分对称分布于交叉部分两侧。
优选地，所述交叉部分为三个，即每个交叉角度为60度，且长度相等，呈“*”的几何形状。此种形状为最标准的雪花状。
优选地，所述交叉部分为四个，即每个交叉角度为45度，且长度相等。优选地，所述延伸部分末端与交叉部分相接，且延伸部分对称分布于交叉部分两侧。上述交叉部分，每一交叉部分长度大小视芯片大小而长度不同；同样，每一延伸部分视交叉部分末端几何空间大小而长度或半径不同；接触部分大小亦类似。
优选地，所述延伸部分呈线条状、半圆状或椭圆状。线条状包括直线状与斜线状。该延伸部分与交叉部分连接后其形状是“十”字形、“士”字形或呈“
Figure DEST_PATH_IMAGE003
”的几何形状等等。
优选地，所述交叉部分同侧向外延伸双层延伸部分，所述双层延伸部分将该侧交叉部分自其末端到与接触部分接触端按1:1:2等分。
优选地，所述接触部分位于芯片中心处，接触部分呈圆形、矩形、方正形、多边形或椭圆形。从而保证所述电极在芯片上下左右对称，呈镜像分布。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：本发明主要用于改善发光二级管中电流在芯片中的扩展，“雪花”状电极交叉部分上向外延伸的延伸部分能更好的改善芯片电流分布，从而改善发光元件的发光亮度的均匀性，使得LED电流分布更均匀且发热更均匀。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明实施例3的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。即类似于“雪花”状电极图案，且本发明电极具体大小比例不受限定，除此之外，本发明的使用范围不受限定，除可用于LED外，还可用于其他半导体元器件。
实施例1
如图1所示，该实施例中，电极结构为三条相互相交的交叉部分110，每个交叉部分的末端各有两对延伸部分120，在交叉部分交叉处有一个接触部分130。每个交叉角度为60度，且交叉部分长度相等，呈“*”的几何形状。延伸部分120都位于交叉部分末端，延伸部分120对称分布在交叉部分上，每一延伸部分120与交叉部分110连接的夹角为45度，且将交叉部分110自交叉部分末端到接触部分130按1:1:2等分。位于交叉部分110的中心交叉处，也就是芯片的中心处为电极的接触部分130。
必须强调的是，本实施例中的延伸部分120的长度以及其连接在交叉部分110所处位置并非局限于上述情况，也可以根据芯片具体形状的变化而改变。接触部分130的形状也并非局限于圆形，也可以是矩形、方正形、多边形或椭圆形等等。由上所述，发光二极管芯片的上下左右均呈对称均匀分布，整体看上去如同一朵“雪花”形状。
实施例2
如图2所示，该实施例中，电极结构也为三条相互相交的交叉部分210，每个交叉部分的末端各有两对不相等的延伸部分220，在交叉部分交叉处有一个接触部分230。每个交叉角度为60度，且交叉部分长度相等，呈“*”的几何形状。延伸部分220都位于交叉部分末端，延伸部分220在交叉部分上，每一延伸部分220与交叉部分210连接后呈“士”字形，且将交叉部分210自交叉部分末端到接触部分230按1:1:2等分。位于交叉部分210的中心交叉处，也就是芯片的中心处为电极的接触部分230。
必须强调的是，本实施例中的延伸部分220的长度以及其连接在交叉部分210所处位置并非局限于上述情况，也可以根据芯片具体形状的变化而改变。接触部分230的形状也并非局限于圆形，也可以是矩形，方正形，多边形或椭圆形等等。由上所述，此发光二极管芯片的上下左右也均呈对称均匀分布，整体看上去如同另一朵“雪花”形状。
实施例3
如图3所示，该实施例中，电极结构也为三条相互相交的交叉部分310，每个交叉部分的末端各有两个半径相等的半圆的延伸部分320，在交叉部分交叉处有一个接触部分330。每个交叉角度为60度，且交叉部分长度相等，呈“*”的几何形状。半圆延伸部分320都位于交叉部分末端，半圆延伸部分320对称于每条交叉部分310分布，每一延伸部分320与交叉部分310连接后呈“
Figure 251317DEST_PATH_IMAGE003
”的几何形状，且将交叉部分310自交叉部分末端到接触部分330按1:1:2等分。位于交叉部分310的中心交叉处，也就是芯片的中心出为电极的接触部分330。
必须强调的是，本实施例中的延伸部分320的半径长度以及其连接在交叉部分310所处位置并非局限于上述情况，也可以根据芯片具体形状变化的而改变。接触部分330的形状也并非局限于圆形，也可以是矩形，方正形，多边形或椭圆形等等。由上所述，此发光二极管芯片的上下左右也均呈对称均匀分布，整体看上去如同另一朵“雪花”形状。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。 

Claims (7)

1.一种雪花状LED电极结构，其特征在于：其中包括有：至少一个接触部分与至少一个交叉部分，所述交叉部分穿过所述接触部分且对称分布在接触部分的两侧；所述交叉部分上向外延伸有延伸部分，且所述延伸部分对称分布于交叉部分两侧。
2.根据权利要求1所述的雪花状LED电极结构，其特征在于：所述交叉部分为三个，即每个交叉角度为60度，且长度相等，呈“*”的几何形状。
3.根据权利要求1所述的雪花状LED电极结构，其特征在于：所述交叉部分为四个，即每个交叉角度为45度，且长度相等。
4.根据权利要求1所述的雪花状LED电极结构，其特征在于：所述延伸部分末端与交叉部分相接，且延伸部分对称分布于交叉部分两侧。
5.根据权利要求1所述的雪花状LED电极结构，其特征在于：所述延伸部分呈线条状、半圆状或椭圆状。
6.根据权利要求1所述的雪花状LED电极结构，其特征在于：所述交叉部分同侧向外延伸双层延伸部分；所述双层延伸部分将该侧交叉部分自其末端到与接触部分接触端按1:1:2等分。
7.根据权利要求1所述的雪花状LED电极结构，其特征在于：所述接触部分位于芯片中心处，接触部分呈圆形、矩形、正方形、多边形或椭圆形。
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