[发明专利]发光二极管芯片中电流扩展的方法和发光二极管芯片

说明书

技术领域

本发明总体上涉及光电器件，更具体地涉及发光二极管LED芯片中扩展电流的方法，以及具有均匀（uniform）电流扩展的发光二极管LED芯片。

背景技术

发光二极管LED芯片包括用于构成连接到外部的外部连接的P电极和N电极。发光二极管LED芯片可以包括由诸如GaN的化合物半导体材料制成的多层半导体衬底。例如，半导体衬底可以包括具有p型掺杂物的p型约束层、具有n型掺杂物的n型约束层和构建成发射电磁辐射的位于约束层之间的多量子阱（MQW，Multiple Quantum Well）层。对于垂直发光二极管（VLED，Vertical Light Emitting Diode），半导体衬底位于竖直隔开的P电极和N电极之间。对于水平发光二极管LED芯片，P电极和N电极在半导体衬底上静止（still）隔开但是通常彼此处于同一平面。

对于每种类型的芯片，电流典型地从N电极经过多量子阱MQW层流到P电极。然而，多量子阱MQW层上的均匀电流扩展必须被维持，以产生为了产生均匀的电致发光而要求的电子和空穴对。电极的构造还可以产生靠近电极的电流拥挤（current crowding）以及电致发光强度的平面非均匀性。理论上由于电子的更低的谐振时间以及更低的电子-空穴配对率，多量子阱MQW层上的非均匀的电流扩展产生更低的发光强度。另外，多量子阱MQW层上的非均匀的电流扩展可以产生局部过热和更低的内量子效率（IQE，Internal Quantum Efficiency）。

因为电流聚集是限制发光二极管LED芯片的性能的重要因素，已经采用了多种技术来限制电流聚集。例如，一种技术是形成具有被掺杂的大的欧姆表面的电极，以提供低电阻，并且设置为提供直线路径以便电流从一个电极通过衬底流到另一个电极。然而，即使对于这些技术，由于损失发光面积和电流聚集，特别是沿着电极的边缘，效率和发光强度仍然被妥协。

然而，现有技术的上述示例及其局限性旨在是示例性的而非穷尽。当阅读说明书和研究附图之后，现有技术的其它局限性将对于本领域技术人员变得明显。鉴于这些限制，本领域需要提高发光二极管LED芯片的效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种发光二极管LED芯片，其被构建成提供均匀电流扩展、均匀电致发光和最大的内量子效率IQE。

为达上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管LED芯片中电流扩展的方法，所述方法包括：在发光二极管LED芯片的不同区域和电极中提供经选择的电气电阻和接触电阻，以提供非直线电子流和均匀的电流扩展。更具体地，该方法可以包括以下步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括：具有与N电极电气接触的N型约束层、被构建成发射电磁辐射的多量子阱（MQW）层和与P电极电气接触的P型约束层；所述N型约束层、所述P型约束层分别与所述多量子阱MQW层电气接触；

提供具有第一电气电阻的N型约束层或者其被选定的部分；

提供具有第二电气电阻的P型约束层或者其被选定的部分；

提供具有第一接触电阻的N电极；

以及提供具有第二接触电阻的P电极；以及

选择第一电气电阻、第二电气电阻、第一接触电阻和第二接触电阻，以在非直线路径上引导电子流来均匀地扩展电流穿过多量子阱MQW层。

为达上述目的，另一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管LED芯片，所述发光二极管LED芯片包括：

N型约束层，所述N型约束层具有第一电阻，与具有第一接触电阻的N电极电气接触；

多量子阱MQW层，所述多量子阱MQW层与所述N型约束层电气接触，被构建成发射电磁辐射；以及

P型约束层，所述P型约束层与所述多量子阱MQW层电气接触，所述N型约束层具有第二电阻，与具有第二接触电阻的P电极电气接触。

所述第一电阻、第一接触电阻、第二电阻和第二接触电阻被选择以提供通过所述发光二极管LED芯片的非直线电子流以及穿过所述多量子阱MQW层的均匀的电流扩展。

本发明的上述技术方案的有益效果在于：可提供一种发光二极管LED芯片，其被构建成提供均匀电流扩展、均匀电致发光和最大的内量子效率IQE。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。