[發明專利]發光二極管芯片

無效

• 申請號: 200710096910.4
• 申請日: 2007-04-16
• 公開（公告）號: CN101060156A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 小池正妤;金范埈
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;吳貴明

優先權請求

本申請要求于2006年4月21日向韓國知識產權局提交的第2006-0036372號韓國專利申請的權益，其公開內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種發光二極管(LED)，更具體地，涉及一種具有高發光效率的LED芯片。

背景技術

近來，使用III族-V族和II族-VI族化合物半導體材料之一的LED已經被用于發射可見光的發光器件，且已經被用作諸如電光標志、照明設備、和LCD背光等的各種產品的光源。為制造半導體LED，通過在基板上依次沉積n型半導體層、有源層、和p型半導體層而形成發光結構。

普通LED芯片的平面形狀是諸如0.3mm×0.3mm和1mm×1mm的正方形或類似于正方形。而且，考慮到發光效率，從LED芯片基板側部發出的光量是相當多的。當大量光線從LED芯片的頂部表面或基板的底部表面發出時(即，LED芯片不是從一個表面發光的類型)，從基板側部發出的光量占從整個LED芯片發出的總光量的相當大的部分。在使用正方形LED芯片的情況中，由于側部面積與發光面積的比率隨著LED芯片面積的增大而減小，因此發光效率也減小。

圖1A是示出正方形LED芯片10的透視圖，而圖1B是示出安裝在底板(submount)20上的芯片10的視圖。參照圖1A，LED芯片10包括n型半導體層13、有源層15、和p型半導體層17。p側電極18和n側電極19分別形成在p型半導體層17的頂部表面和基板11的底部表面上。基板11是諸如GaN的導電基板，且LED芯片10形成為豎直結構的形狀。圖1A和圖1B顛倒地示出具有所述結構的LED芯片10。即，基板11的底部表面是光線輸出表面且朝上，而p側電極18朝下且結合于底板20。如圖1B所示，當LED芯片安裝在底板20上時，光線從頂部表面(即，基板11的底部表面)和LED芯片10的側部發出。在這種情況下，從側部發出的光量占從LED芯片10的頂部表面和側部發出的總光量的相當大的部分。

在傳統正方形LED芯片10中，LED芯片10的長度L(即，基板11的長度)與LED芯片10的寬度W相等或相近。因此，LED芯片的面積L×W變為L²，且側部面積4tL與發光面積L²的比率變為4t/L。在此情況中，t表示LED芯片10的厚度。因此，當LED芯片10的面積增大或者L增大時，側部面積與發光區域面積的比率減小。因此，當芯片10的面積或發光面積增大時，發光效率減小。當芯片面積增大以便獲得更大光通量或應用于高功率LED時，發光效率劣化的問題會更糟。

另一方面，在AlGaInN系列LED中，當發射光線的波長大于450nm時，電流密度變高，外量子效率(EQE)變低。圖2是示出EQE變化的曲線圖，該變化取決于InGaN系列LED芯片中電流密度，該LED芯片的面積為0.9mm×0.9mm。在該情況中，發射光線的波長為450nm。參照圖2，電流密度越低，EQE越高。因此，以低電流密度被驅動的大面積LED，在量子效率方面具有優勢。然而，如上所述，由于發光效率隨著LED芯片面積的增大而減小，因此由面積增大引起的EQE的提高可能會因為發光的減少(即，芯片側部面積比率的減少)而減少。

發明內容

本發明的一方面是提供一種LED芯片，其優勢在于實現了具有高效率以及更高的發光效率的大面積LED。

根據本發明的一方面，提供一種發光二極管(LED)芯片，包括基板以及發光結構，該發光結構包括依次沉積在該基板上的第一導電半導體層、有源層、和第二導電半導體層，其中，當基板長度為L，且基板寬度為W時，L/W＞10。L/W可大于20。

基板的底部表面和LED芯片的側部可為主光線輸出表面。L可大于5mm，且W可小于500μm。第一導電半導體層可為n型半導體，而第二導電半導體層可為p型半導體。基板可由選自GaN、SiC、GaAs、GaP、ZnO、和藍寶石組成的組中的材料形成。第一導電半導體層、有源層、和第二導電半導體層可由第III族氮化物半導體形成。

LED芯片可為豎直式。在這種情況下，LED芯片可進一步包括：第一電極，形成在基板的底部表面上；以及第二電極，形成在第二導電半導體層上，以與第一電極相對。第一電極可包括焊盤部和至少一個縱向延伸至LED芯片的線路部。第一電極可包括：兩個線路部，縱向延伸至LED芯片；以及焊盤部，設置在兩個線路部之間并連接該兩個線路部。在這種情況下，基板的底部表面可為光線輸出表面。