CN201259895Y - 旋转形GaN基LED芯片电极 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种旋转形GaN基LED芯片电极，属于LED芯片技术领域，主要特点是在P型电极的P型焊盘和N型电极的N型焊盘之间分布着相互平行的P型和N型条形电极，N型电极还包括顺时针和逆时针向的两条旋转形条形电极，在两条旋转形条形电极之间分布着顺时针向的P型条形电极，且各条形电极都平行于芯片边缘，本实用新型结合了环形电极和条形电极的优点，P型和N型电极相互交叉平行排列，不仅缩短电流的传输距离，且二者之间距离相等，增加了电流分布的均匀性，提高了载流子的复合效率，增加了光的提取，减少了转化为内部热能的损耗，提高了芯片的出光效率，改善了芯片的光电特性。
Description
技术领域
本使用新型涉及一种旋转形GaN基LED芯片电极，有利于改善芯片散热不均和提升芯片的光电特性，属于LED芯片技术领域。
背景技术
LED以其自身具有发光效率高、耗电量小、寿命长、发热量低、体积小、环保节能等诸多优点，己具有广泛的应用市场，如汽车、背光源、交通灯、大屏幕显示、军事等领域。并随着半导体和材料技术的不断发展与成熟，LED有望成为新型的第四代固态照明光源。而GaN及其化合物是继Ge、Si和GaAs、InP之后重要的第三代半导体材料系，基于GaN基LED的发展被公认为光电子科学技术进步中的重大成就，且是发展固态照明、实现人类照明革命的关键性光源，具有广泛的应用前景。
目前GaN基LED在实际生产中采用的外延片主要是以蓝宝石为衬底，而蓝宝石为绝缘体，所以，必须通过刻蚀器件表面来形成负电极。用这种工艺制作成的LED不可避免地存在电流的横向扩展，从而极易产生电流聚集效应，这将导致LED发光、发热不均匀，使用寿命下降等问题。尤其是对于大功率的LED，由于其尺寸较大，电流聚集效应更加明显。因此，优化GaN基LED的电极形状，可以减小电流聚集效应，改善电流扩展分布，使其电流分布更为均匀，减少器件的串联电阻，进而减少焦耳热的产生，对提高GaN基LED的光电性能具有重要作用。
厦门大学在公开号为CN1870313的发明专利申请中提供一种树叶脉络形大功率氮化镓基发光二极管芯片的P、N电极，其在P型GaN的表面生长一层透明导电层，在透明导电层上淀积P型电极，在沟槽内淀积N型电极，N型电极沿芯片的对角线分布成树叶脉络的形状，还包括与之垂直的两个平行N型电极，P型电极环绕在芯片的边缘，并有触角伸出，夹在两个平行的N型电极之间。该电极在垂直于对角线且相互平行的N型电极N2和N3之间的电流分布相对比较均匀，但在其余区域电流分布的均匀性比较差。因为在其余区域垂直于对角线且相互平行的N型电极N2和N3到环绕在芯片直角边缘的P型电极之间的距离差别比较大，电流分布非常不均匀，且该区域大小约占芯片的二分之一，说明此树叶脉络形大功率氮化镓基发光二极管芯片的P、N电极的电流扩展特性还是不够理想。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种旋转形GaN基LED芯片电极，目的在于克服上述树叶脉络形大功率氮化镓基发光二极管芯片依然存在的垂直于对角线且相互平行的N型电极N2和N3到环绕在芯片直角边缘的P型电极之间的距离差别比较大，电流分布非常不均匀，电流扩展特性还是不够理想的不足，实现有利于提高电流分布的均匀性，增加芯片的光提取效率，改善芯片的散热不均等问题，从而提升芯片的光电特性。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种旋转形GaN基LED芯片电极，包括P型电极和N型电极，对GaN外延片进行台面刻蚀，形成P型GaN台面和N型GaN沟槽，在P型GaN表面生长一层导电薄膜，再在导电薄膜上淀积P型电极，或者直接在P型GaN表面淀积P型电极，在沟槽内淀积N型电极，其特征是，在P型和N型电极的焊盘之间分布着相互平行的P型和N型条形电极，N型电极还包括顺时针和逆时针向的两条旋转形条形电极，在两条旋转形条形电极之间分布着顺时针向的P型条形电极，且各条形电极都平行于芯片边缘。
本实用新型结合了环形电极和条形电极的优点，P型和N型电极相互交叉平行排布，两电极之间的传输距离相等，电流得到均匀地扩散分布，提高了芯片的出光效率，同时也有助于改善芯片的电流电压特性和散热等问题，可以从整体上提升芯片的光电性能。
附图说明
图1为本实用新型P型、N型电极分布结构示意图；
图中，P表示P型电极，N表示N型电极，1表示P型GaN台面，2表示N型GaN沟槽，N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8表示平行于芯片边缘的N型条形电极，其中N1、N2、N3表示环绕在芯片边缘的逆时针向旋转形条形电极，N4、N5、N6、N7表示在芯片中央顺时针向的旋转型条形电极，N8表示沿芯片边缘的条形电极，P1、P2、P3、P4、P5、P6表示平行于芯片边缘的P型条形电极，其中P1、P2、P3、P4、P5夹在前两个N型旋转形条形电极之间的顺时针向的条形电极，P6表示平行于芯片边缘的条形电极。
具体实施方案
结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图1所示，本实用新型衬底为蓝宝石绝缘体，包括P型电极和N型电极，首先对GaN基外延片进行台面刻蚀，形成P型GaN台面1和N型GaN沟槽2，再在P型GaN表面直接淀积P型电极，其主要包括靠近且平行于芯片边缘的条形电极P6，以及平行于芯片边缘且呈顺时针向旋转的条形电极P1、P2、P3、P4、P5、P6，整体呈旋转形分布，共有六个条形电极。N型电极淀积在比其宽度略宽的N型GaN沟槽2中，主要包括环绕在芯片边缘且呈时针向旋转的条形电极N1、N2、N3，在芯片中央平行于芯片边缘且呈顺时针向旋转的条形电极N4、N5、N6、N7，以及位于芯片边缘的条形电极N8，整体上也呈旋转形分布，共有八个条形电极。P型旋转电极位于两个反向旋转的N型电极之间，两种电极相互交叉平行排列，不仅缩短电流的传输距离，且二者之间距离相等，增加了电流分布的均匀性，提高了载流子的复合效率，增加了光的提取，减少了转化为内部热能的损耗，提高了芯片的出光效率，改善了芯片的光电特性。本实用新型亦可在P型GaN表面生长一层导电薄膜，再在导电薄膜上淀积P型电极；本实用新型P型电极和N型电极的形状亦可互换，N型电极淀积在相应形状的沟槽内；P型电极和N型电极的形状亦可作镜像变换，N型电极淀积在相应形状的沟槽内。
Claims (5)
1、一种旋转形GaN基LED芯片电极，包括P型电极和N型电极，对GaN外延片进行台面刻蚀，形成P型GaN台面和N型GaN沟槽，在P型GaN表面生长一层导电薄膜，再在导电薄膜上淀积P型电极，或者直接在P型GaN表面淀积P型电极，在沟槽内淀积N型电极，其特征是，在P型电极的P型焊盘和N型电极的N型焊盘之间分布着相互平行的P型和N型条形电极，N型电极还包括顺时针和逆时针向的两条旋转形条形电极，在两条旋转形条形电极之间分布着顺时针向的P型条形电极，且各条形电极都平行于芯片边缘。
2、根据权利要求1所述的旋转形GaN基LED芯片电极，其特征是，所述的N型电极包括自N型焊盘沿芯片一侧边缘的条形电极；自N型焊盘沿芯片相邻一侧边缘且呈逆时针向旋转的条形电极；自N型焊盘于芯片中央部位、平行于芯片边缘且呈顺时针向旋转的条形电极。
3、根据权利要求1所述的旋转形GaN基LED芯片电极，其特征是，所述的P型电极包括自P型焊盘平行于芯片一侧边缘的条形电极；自P型焊盘平行于芯片相邻一侧、在N型条形电极内侧的且与其平行的呈顺时针向旋转的条形电极。
4、根据权利要求1所述的旋转形GaN基LED芯片电极，其特征是，P型电极和N型电极的形状亦可互换，N型电极淀积在相应形状的沟槽内。
5、根据权利要求1所述的旋转形GaN基LED芯片电极，其特征是，P型电极和N型电极的形状亦可作镜像变换，N型电极淀积在相应形状的沟槽内。
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