[实用新型]适用于大功率GaN基LED芯片的网络状电极

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体照明技术领域，尤其涉及一种适用于大功率GaN基LED芯片的网络状电极，它电流分布均匀，具有较好的光电特性。

背景技术

LED是新一代固态光源，它具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高发光效率、低热量、环保节能、坚固耐用等诸多优点，因而具有广阔的应用市场。目前LED已在背光源、交通灯、大屏幕显示、汽车照明、装饰照明等领域得到了广泛应用。随着GaN基LED技术的不断成熟与发展，基于GaN基大功率LED芯片的照明灯具将有望成为第四代照明光源，具有极其广泛的应用前景。

目前，商品化的GaN基发光二极管往往是在碳化硅、单晶硅以及蓝宝石衬底上通过化学气相沉积的方法外延制备获得。GaN基发光二极管一般有三种结构：第一种是正装结构，其芯片的P型电极和N型电极在同一面。第二种是倒装结构，其发光二极管芯片倒扣在单晶硅上，芯片的P型电极和N型电极通过相应电极键合在单晶硅上。第三种是垂直结构，其P型电极和N型电极分别设置在LED外延层的两侧。

采用蓝宝石衬底的GaN基发光二极管通常采用第一种的正装结构和第二种的倒装结构。在正装结构中，一般是通过对外延片表面刻蚀形成台面结构，将P型电极与N型电极设置在同一侧。这样，不可避免地会存在电流的横向扩展，由于电流倾向于走电阻较小的通道，电极分布不均将使得电流极容易产生拥挤效应。这样，容易产生GaN基发光二极管发光和发热不均、使用寿命下降等问题，从而影响GaN基发光二极管的稳定性。对于大功率的GaN基发光二极管来说，电流拥挤及分布不均的现象将更为严重。为了使得流经芯片的电流均匀分布，有必要优化电极形状，从而改善电流扩展分布，这对提高GaN基LED的光电性能具有重要的意义。

现在，GaN基大功率发光二极管芯片的电极多采用N电极、P电极相互环绕的图形化电极结构。这种结构虽然在一定程度上改善了电流扩展，但是，由于该结构的电极分布不具备较高的对称性，导致流经P区和N区的电流在局部区域仍然是非对称分布的，这样就不可避免地产生局部电流拥挤效应。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种具有网络状电极的发光二极管，它在结构上完全对称并可根据需要改变电极数目，此外，其N型电极所在沟槽将芯片划分成多个独立的单元，能阻止电流在某些方向的流向，能克服当前GaN基大功率发光二极管的电极中存在的电流扩展不理想的问题，提高电流密度分布的均匀性，增加芯片的光提取效率，改善芯片散热不均等问题，从而提升芯片的光电特性。

为实现上述目的，本实用新型采取如下的技术方案。

一种适用于大功率GaN基LED芯片的网络状电极，含有衬底、P型电极和N型电极，在所述衬底的P型氮化镓GaN的表面覆盖有ITO薄膜层，其特征在于，所述衬底由网络状的沟槽分割成若干对称分布的台面，所述沟槽深入到台面N型的GaN层，但不对N型的GaN层作分割，而是将N型的GaN层及其外延的N型GaN层之上的量子阱层、超晶格层分割为互不相连的部分；沿台面外圈的沟槽形成“L”形台面；所述P型电极包含P型金属电极和P型金属焊盘，设置在台面表面的P型ITO薄膜层上；所述N型电极为包含N型金属电极与N型金属焊盘的网络状电极，所述N型金属电极为相互交错形成网络状的条形电极，设置在台面的台面结构上，被二氧化硅钝化层或者氮化硅钝化层掩埋并与由台面边缘和所述的沟槽相隔离；所述N型金属焊盘设置在所述网络状的N型金属电极的节点处，由所述的台面边缘与所述的沟槽相隔离或者是由所述的沟槽相隔离。

进一步，所述的衬底为矩形结构，其长与宽至少为762微米。

进一步，所述的P型金属电极为相互交错形成网络状的条形电极，设置在所述台面表面的ITO薄膜层（一般为氧化铟锡ITO）上，所述P型金属焊盘设置在所述网络状的P型金属电极连接的节点处。

进一步，所述P型金属电极由单独的P型金属焊盘构成，设置在所述台面表面的ITO薄膜层上。

进一步，所述的N型金属电极与N型金属焊盘以及所述的P面金属电极与P面金属焊盘至少具有中心反演对称性和绕垂直于芯片中心法线的二次轴对称性及四次轴对称性（即，芯片绕中心法线旋转180度、270度和360度时，电极均能重合）。

本实用新型适用于大功率GaN基LED芯片的网络状电极的积极效果是：

（1）与现有的图形化电极结构相比，本实用新型的网络状电极的对称要素较多，网络状电极至少具有中心反演对称性和绕垂直于外延片中心法线的二次轴对称性、四次轴对称性和六次轴对称性。