[发明专利]发光二极管芯片

说明书

优先权请求

本申请要求于2006年4月21日向韩国知识产权局提交的第2006-0036372号韩国专利申请的权益，其公开内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)，更具体地，涉及一种具有高发光效率的LED芯片。

背景技术

近来，使用III族-V族和II族-VI族化合物半导体材料之一的LED已经被用于发射可见光的发光器件，且已经被用作诸如电光标志、照明设备、和LCD背光等的各种产品的光源。为制造半导体LED，通过在基板上依次沉积n型半导体层、有源层、和p型半导体层而形成发光结构。

普通LED芯片的平面形状是诸如0.3mm×0.3mm和1mm×1mm的正方形或类似于正方形。而且，考虑到发光效率，从LED芯片基板侧部发出的光量是相当多的。当大量光线从LED芯片的顶部表面或基板的底部表面发出时(即，LED芯片不是从一个表面发光的类型)，从基板侧部发出的光量占从整个LED芯片发出的总光量的相当大的部分。在使用正方形LED芯片的情况中，由于侧部面积与发光面积的比率随着LED芯片面积的增大而减小，因此发光效率也减小。

图1A是示出正方形LED芯片10的透视图，而图1B是示出安装在底板(submount)20上的芯片10的视图。参照图1A，LED芯片10包括n型半导体层13、有源层15、和p型半导体层17。p侧电极18和n侧电极19分别形成在p型半导体层17的顶部表面和基板11的底部表面上。基板11是诸如GaN的导电基板，且LED芯片10形成为竖直结构的形状。图1A和图1B颠倒地示出具有所述结构的LED芯片10。即，基板11的底部表面是光线输出表面且朝上，而p侧电极18朝下且结合于底板20。如图1B所示，当LED芯片安装在底板20上时，光线从顶部表面(即，基板11的底部表面)和LED芯片10的侧部发出。在这种情况下，从侧部发出的光量占从LED芯片10的顶部表面和侧部发出的总光量的相当大的部分。

在传统正方形LED芯片10中，LED芯片10的长度L(即，基板11的长度)与LED芯片10的宽度W相等或相近。因此，LED芯片的面积L×W变为L²，且侧部面积4tL与发光面积L²的比率变为4t/L。在此情况中，t表示LED芯片10的厚度。因此，当LED芯片10的面积增大或者L增大时，侧部面积与发光区域面积的比率减小。因此，当芯片10的面积或发光面积增大时，发光效率减小。当芯片面积增大以便获得更大光通量或应用于高功率LED时，发光效率劣化的问题会更糟。

另一方面，在AlGaInN系列LED中，当发射光线的波长大于450nm时，电流密度变高，外量子效率(EQE)变低。图2是示出EQE变化的曲线图，该变化取决于InGaN系列LED芯片中电流密度，该LED芯片的面积为0.9mm×0.9mm。在该情况中，发射光线的波长为450nm。参照图2，电流密度越低，EQE越高。因此，以低电流密度被驱动的大面积LED，在量子效率方面具有优势。然而，如上所述，由于发光效率随着LED芯片面积的增大而减小，因此由面积增大引起的EQE的提高可能会因为发光的减少(即，芯片侧部面积比率的减少)而减少。

发明内容

本发明的一方面是提供一种LED芯片，其优势在于实现了具有高效率以及更高的发光效率的大面积LED。

根据本发明的一方面，提供一种发光二极管(LED)芯片，包括基板以及发光结构，该发光结构包括依次沉积在该基板上的第一导电半导体层、有源层、和第二导电半导体层，其中，当基板长度为L，且基板宽度为W时，L/W＞10。L/W可大于20。

基板的底部表面和LED芯片的侧部可为主光线输出表面。L可大于5mm，且W可小于500μm。第一导电半导体层可为n型半导体，而第二导电半导体层可为p型半导体。基板可由选自GaN、SiC、GaAs、GaP、ZnO、和蓝宝石组成的组中的材料形成。第一导电半导体层、有源层、和第二导电半导体层可由第III族氮化物半导体形成。

LED芯片可为竖直式。在这种情况下，LED芯片可进一步包括：第一电极，形成在基板的底部表面上；以及第二电极，形成在第二导电半导体层上，以与第一电极相对。第一电极可包括焊盘部和至少一个纵向延伸至LED芯片的线路部。第一电极可包括：两个线路部，纵向延伸至LED芯片；以及焊盘部，设置在两个线路部之间并连接该两个线路部。在这种情况下，基板的底部表面可为光线输出表面。