[實用新型]適用于大功率GaN基LED芯片的復合電極

有效

• 申請號: 201220196434.X
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN202601714U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 楊旅云;張國龍;趙明;田光磊;吳東平;李浩;陳曉鵬;常志偉
• 申請（專利權）人: 施科特光電材料(昆山)有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/42
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;曾人泉

技術領域

本實用新型涉及LED芯片技術領域，具體的是一種適用于大功率GaN基LED芯片的新的復合電極。

背景技術

發光二極管（LED）是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，能直接將電轉化為光，是新一代固態光源。LED具有體積小、耗電量低、使用壽命長、發光效率高、熱量低、環保節能、堅固耐用等諸多優點，因而具有廣闊的應用市場。目前，LED已在背光源、交通燈、大屏幕顯示、汽車、裝飾照明等領域得到了廣泛應用，并隨著技術的不斷發展與成熟，LED將有望成為第四代照明光源。而氮化鎵（GaN）及其化合物是繼鍺（Ge）、硅（Si）和砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）之后重要的第三代半導體材料，基于GaN基的LED的發展目前被公認為是光電子科學與技術的重大成就，是發展固態照明、實現人類照明革命的關鍵性光源，具有廣泛的應用前景。

商品化的LED生產主要是采用金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）的方法在藍寶石襯底上外延得到的。由于藍寶石為絕緣體，對其進行剝離較難實現，所以目前商業化的GaN基LED多采用平面結構。相應的做法是：先對藍寶石襯底外延層表面部分區域進行刻蝕，形成臺面結構，然后裸露出N區，將P電極、N電極做在器件的同一側。由于電流在流動過程中總是趨向于“尋找”最小路徑，這樣必然存在電流橫向擴展不均問題以及金屬電極對芯片出光的影響。所以對于平面結構的LED芯片來說，設計合理的電極對提升芯片的質量具有非常關鍵的作用。

目前，普通LED芯片的電極一般由P、N面金屬焊盤與P面透明導電層兩部分構成，所述金屬焊盤一般采用與GaN粘附性比較好的金屬材料，其設計一般不需要考慮透光性能。而所述P面透明導電層的設計則需要同時考慮對光的透過性及導電性。普通LED芯片的P面透明導電層采用蒸鍍鎳（Ni）、金（Au）薄膜并對其進行合金的方式實現。但是，此方式做成的導電薄膜對光的透過性較差。透明導電金屬氧化物氧化銦錫（ITO）的出現，在很大程度上克服了原有技術的不足，提高了導電薄膜光的透過率。但是，ITO材料本身的結構特性導致其電性能與光性能不可能同時都達到最佳點。這樣，為了獲得較好的透光特性必然要降低導電薄膜的導電性能。氧化銦錫(ITO)或摻錫氧化銦是銦（III族）氧化物(In2O3)?與錫（IV族）氧化物(SnO₂)的混合物。對大尺寸的LED芯片來說，這種具有高電阻率特性的ITO薄膜對電流橫向擴展的影響尤為明顯。為解決此問題，目前對應的辦法是：將Cr/Au等低阻性不透光材料制成的金屬條形電極由P、N金屬焊盤延伸出并均勻分布于透明導電薄膜表面。這一方法可解決電流難于在ITO薄膜層內擴展的問題。然而伴隨著LED芯片尺寸的增大，這種高透光性的ITO薄膜將會需要更多的金屬條形電極來增加電流的擴展度，從而占用較多的透光面積，隨之帶來的問題是對光的阻擋吸收會逐漸增大，從而降低了LED芯片的出光效率。但如果金屬條形電極用的過少，又會降低電流擴展的能力。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種適用于大功率GaN基LED芯片的新的復合電極，它能提高LED芯片的出光效率及電流擴展的均勻性，能在一定程度上改善LED芯片散熱的均勻性。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案如下。

一種適用于大功率GaN基LED芯片的復合電極，含有P面電極和N面電極，其特征是，所述P面電極為含有ITO薄膜、P面金屬焊盤和P面ITO條形電極的P面復合電極，所述ITO薄膜覆蓋在P型氮化鎵（GaN）表面，所述P面金屬焊盤設置在P型GaN表面的一端，所述P面ITO條形電極與所述P面金屬焊盤連接并由P面金屬焊盤向另一端延伸；所述N面電極為含有N面金屬焊盤、N面ITO條形電極的N面復合電極，所述N面金屬焊盤設置在N面一端（有內凹）的中間，所述N面ITO條形電極與所述N面金屬焊盤連接并由N面金屬焊盤兩端沿N面邊緣向N面的另一端延伸至靠近P面金屬焊盤的一端。

進一步，所述P面ITO條形電極為條狀的結構。

進一步，所述P面ITO條形電極為輻射狀的結構。

本實用新型適用于大功率GaN基LED芯片的復合電極的積極效果是：

（1）采用的P面ITO條形電極具有一定的透光性能。

（2）在電極的設計上，可采用一條或者是多條或者是呈輻射狀分布的P面ITO條形電極而不影響其出光效率，為生產大尺寸LED芯片作了技術上的準備。

（3）提高LED芯片的出光效率及電流擴展的均勻性，在一定程度上改善了LED芯片散熱的均勻性。

附圖說明