[實用新型]一種具有環狀類Y型電極的微尺寸LED器件

有效

• 申請號: 201921226070.3
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN210607303U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 王洪;譚禮軍;姚若河;武智斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;中山市華南理工大學現代產業技術研究院
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/14;H01L33/44;H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本實用新型公開了一種具有環狀類Y型電極的微尺寸LED器件，所述器件包括襯底和襯底上連接的凸臺型結構，所述凸臺型結構包括凸臺下部和凸臺上部，凸臺上部位于凸臺下部之上；凸臺上部的上表面連接電流擴展層，電流擴展層上連接P電極，所述P電極為環狀類Y型電極，所述環狀類Y型電極包括一個圓環狀接觸環和兩個以上類Y型叉，兩個以上類Y型叉的底臂在圓環狀接觸環上均勻分布；凸臺型結構上除P電極和N電極以外的區域沉積有一層鈍化層。本實用新型提供的微尺寸LED器件在減少輸出光遮擋的情況下有效的改善電流擴展及分布，實現光強分布均勻，發熱均勻。

技術領域

本實用新型涉及可見光通信用發光器件技術領域，具體涉及一種具有環狀類Y型電極的微尺寸LED器件。

背景技術

與傳統光源相比，LED器件除了發光效率高、壽命長外，還具有調制性能好、調制帶寬高等優點?；贚ED器件的上述優點，可將信號調制到其發出的可見光上進行傳輸，兼顧照明的同時實現可見光無線通信。LED的調制帶寬主要是受有源區少數載流子復合壽命和RC時間常數的影響，其中R、C分別為LED器件的等效電阻和等效電容。降低LED器件的有源區面積，即實現微米級尺寸LED，一方面可有效降低等效電容，從而實現RC時間常數的降低；另一方面可提高LED器件單位面積的電流，減小有源區少數載流子的復合壽命，最終實現器件調制帶寬的提高。與普通大尺寸器件相比，微米尺寸LED像素尺寸小、集成度高，有源區的單位電流密度更高，其電流擁擠效應對其產生的影響更為顯著，器件表面的電流擴展就顯得更為重要，電極形狀的選擇直接影響電流的擴展情況。

對于LED注入電流時，因為P型GaN的導電性能較差，使得垂直方向的電流大于水平方向的電流，造成電流注入后無法有效均勻的分布在P型GaN，導致電流局部聚集，LED器件開啟電壓過高，發光發熱不均勻，有源層非輻射復合增加，從而造成內量子效率下降。因此，改善LED電流橫向擴展的均勻性對于提高LED性能至關重要，而通過設計合理的電極結構可以有效的實現電流橫向擴展。

目前普通LED通常采用最為常見的不透明的圓形電極結構，其電流主要集中在圓形電極正下方的部分區域，而電極到有源區的距離有限，當電流還未橫向擴展充分時就已經到達有源區，即有源區中發光的區域主要集中在電極下方的部分有源區導致電流擁擠效應。所以設計電極時有必要最小化P電極下的垂直電流，同時注入電流應使傳輸電流最大化，即傳輸距離應該小于電流傳輸長度，并且電極面積不宜過大，因為電極過大很大程度上遮擋光的輸出。

實用新型內容

針對GaN基微尺寸LED器件以及根據LED電極存在的問題以及電極設計的原則，本實用新型的目的是提出一種具有可減少輸出光損失以及提高電流擴展的環狀類Y型電極米尺寸LED器件。

為實現上述目的，本實用新型至少采用下列技術方案之一。

本實用新型提供了一種具有環狀類Y型電極的微尺寸LED器件，所述器件包括襯底和襯底上連接的凸臺型結構，所述凸臺型結構包括凸臺下部和凸臺上部，凸臺上部位于凸臺下部上，凸臺上部的橫截面積小于凸臺下部的橫截面積；凸臺下部包括從下到上依次排列的緩沖層、未摻雜N型GaN層和第一N-GaN層；凸臺上部包括從下到上依次排列分布的第二N-GaN層、多量子阱層、P型AlGaN層和P-GaN層，第一N-GaN層和第二N-GaN層一體成型；凸臺下部的上表面連接凸臺上部以外的區域連接N電極；凸臺上部的上表面連接電流擴展層，電流擴展層上連接P電極，所述P電極為環狀類Y型電極，所述環狀類Y型電極包括一個圓環狀接觸環和兩個以上類Y型叉，類Y型叉包括一底臂以及和底臂一端分別連接的第一分叉和第二分叉，底臂的另一端和圓環狀接觸環連接；凸臺型結構上除P電極和N電極以外的區域沉積有一層鈍化層。

優選地，所述底臂、第一分叉和第二分叉均為直型線條，第一分叉和第二分叉對稱分布在底臂的兩側，分叉角度為30°~120°。