[实用新型]一种稻草人形N电极及垂直结构LED芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及LED制造领域，特别涉及一种稻草人形N电极及垂直结构LED芯片。

背景技术

随着LED在照明领域的逐步应用，市场对白光LED光效的要求越来越高，GaN基垂直结构LED具有良好的散热能力，能够承受大电流注入，这样一个垂直结构LED芯片可以相当于几个正装结构芯片，折合成本只有正装结构的几分之一。因此，GaN基垂直结构LED是市场所向，是半导体照明发展的必然趋势。与传统的平面结构LED相比，垂直结构LED具有许多优点：垂直结构LED两个电极分别在LED的两侧，电流几乎全部垂直流过外延层，没有横向流动的电流，电流分布均匀，产生的热量减少；采用键合与剥离的方法将导热不好的蓝宝石衬底去除，换成导电性好并且具有高热导率的衬底，可有效地散热；n-GaN层为出光面，该层具有一定的厚度，便于制作表面微结构，以提高光提取效率。总之，与传统平面结构相比，垂直结构在出光、散热等方面具有明显的优势。

随着半导体技术的高速发展，LED的内部量子效率能达到90％以上，而外部量子效率的提高并不显著，受到诸多因素的影响，如LED结构，电极形状，电极材料，电流扩展层厚度等，成为制约LED发光效率提高的主导因素。相对于其他提高LED亮度的方法(如高反射膜，衬底剥离，表面粗化等)而言，最易操作的是对芯片的电极形状进行优化，电极形状对光输出影响很大，如果电流扩散不充分、不均匀，会导致出光减少，通过合理设计电极的形状可以提高LED的发光效率。

理论上，在离电极越远的地方，电流越小，亮度越低。对于现有垂直电极结构技术，传统认为电极形状为“十”字形或“米”字形状的LED芯片的I-V性能最好。但“十”字形或“米”字形电极在芯片中心部分，由于电极比较集中，电流也相对比较集中，这样导致LED电流分布不够均匀，尤其是到台面的边缘部分，电流分布极不均匀，使得边缘部分的亮度很小。在中心圆形电极周围及插指附近，电流拥挤，在芯片边缘部分，电流小。电流趋势从中间到边缘越来越小，亮度也是越来越弱。

一般在制作垂直结构LED时，通常使用金属银作为反射层，但是由于Ag的易扩散，会制作一层电流阻挡层(barrier)包裹住反射层，每一个芯片周围会有大概5μm～10μm区域没有反射层(如图1)，在图1中，反射层20被电流阻挡层10包围，由于反射层20用于反射光线，而阻挡层10由于材料限制，反射光线极弱，导致该区域反射光线会有很大部分损失，而在蒸镀上一般的“十”字形或“米”字形N电极后，此区域电流分布也不均匀，对出光贡献也大大减小。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种稻草人形N电极，很大程度上改善了传统米字型、十字型N电极电流分布不均，吸光严重的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种垂直结构LED芯片，克服了横向结构LED芯片的电流拥挤的缺点，极大的改善了电流在芯片内传输的均匀性。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种稻草人形N电极，包括插指和焊盘；所述焊盘为长方形；所述插指由中心区域插指及边缘多边形插指组成；

所述边缘多边形插指同时为左右对称、上下对称结构；

所述中心区域插指由一根垂直插指和两根平行插指组成；所述中心区域插指和焊盘相连组成稻草人形插指，所述稻草人形插指位于边缘多边形插指内部，所述边缘多边形插指与焊盘顶部长边相连，与垂直插指底部相连；

所述稻草人形插指整体呈左右对称结构，所述垂直插指位于边缘多边形插指的左右对称轴上，顶端与焊盘相接,并与焊盘长边垂直，底端与边缘多边形插指相接；所述两根平行插指相互平行，分别位于边缘多边形插指的上下对称轴两侧，所述两根平行插指到上下对称轴的距离相等；所述两根平行插指分别与垂直插指垂直相交，其长边与焊盘长边平行。

所述边缘多边形插指为正方形插指或八边形插指。

所述插指的宽度范围为4μm～11μm。

所述焊盘的长边边长范围是50μm-100μm,短边边长范围是30um-80um。

一种垂直结构LED芯片，包括所述的稻草人形N电极。

所述的垂直结构LED芯片，由下至上依次包括p电极保护层、反射层、电流阻挡层、外延层及稻草人形N电极，所述电流阻挡层的形状与稻草人形N电极的形状构成相似图形，所述流阻挡层的尺寸比稻草人形N电极的尺寸大18％～25％。

所述外延层由下至上依次包括P-GaN、量子阱和N-GaN。

所述p电极保护层由下至上依次包括种子层、键合层、掺杂硅衬底层、防氧化层。