[发明专利]一种集成单元二极管芯片

说明书

本发明提供一种集成单元二极管芯片，包括二极管台面结构，二极管台面结构包括多个二极管单元，其中二极管单元沿y轴方向的宽度在y轴方向上从集成单元二极管芯片的中间往两边逐渐变小，其中y轴方向为集成单元二极管芯片的宽度方向。本发明通过不均匀的台面结构设计，获得超均匀的电流分布，热分布，波长分布，以及窄半高的高质量LED光源，解决了现有技术存在的二极管结构在流明效率、流明密度输出、流明成本三个重要的参数上极大局限性的技术问题，提高了单位面积芯片的流明输出，降低了流明成本。

技术领域

本发明涉及半导体材料和器件工艺领域，特别是半导体光电器件。

背景技术

常规的垂直结构LED芯片中，电流扩散主要依靠n电极侧，有电极引线型引线或钻孔型的引线，但总体电流扩散仍不均匀，导致发光效率的损失，散热也不均匀，从而影响单元二极管芯片的效率和稳定性。从而限制了垂直大功率LED芯片提供单位面积流明输出更高的产品。电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀，导致其在流明效率、流明密度输出、流明成本三个重要的参数上有极大的局限性，目前市场上的垂直LED芯片技术无法提供有效的解决方案。

现有技术一为Proc.of SPIE Vol.10021 100210X-1 2016会议论文，如图1-3所示，其中，图1为垂直LED芯片的结构图，其中p型电极与背面的电极相连，黑色部分边缘的方框与中间3根手指型引线代表了n型电极，通过下方的两个大的N-pad打线引出。因此整个芯片的电流扩散，主要为n型金属线所限制。

图2展示了现有技术一的垂直芯片的近场分析图和中线上归一化的电流分布图，芯片的尺寸为1.2mm×1.2mm。近场图中可见，芯片的电流分布仍然十分不均匀，靠近n电极线的区域光强很大，电流密度大，而远离n电极线的区域光强较小，电流密度小。归一化的分布图显示，电流密度较小的区域不到较大区域的70％。因此，大电流下的LED光效、散热和稳定性都会受到严重的限制。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的二极管结构流明效率、流明密度输出、流明成本三个重要的参数上有极大局限性的技术问题，提出一种流明效率高、流明密度输出大的均匀发光的集成单元二极管芯片。

为实现上述目的，本发明提供一种集成单元二极管芯片，包括二极管台面结构，二极管台面结构包括多个二极管单元，其中二极管单元沿y轴方向的宽度在y轴方向上从集成单元二极管芯片的中间往两边逐渐变小，其中y轴方向为集成单元二极管芯片的宽度方向。

其中，集成单元二极管芯片包括第二导电类型焊盘，多个二极管单元沿x轴方向的长度从靠近第二导电类型焊盘开始沿x轴方向逐渐变小，其中x轴方向为集成单元二极管芯片的长度方向。

其中，第二导电类型焊盘沿x轴方向靠近集成单元二极管芯片的边缘设置，且沿y轴方向相对集成单元二极管芯片居中设置。

其中，第二导电类型焊盘为n焊盘。

其中，集成单元二极管芯片进一步包括第一导电类型电极和第二导电类型电极，二极管台面结构位于第一导电类型电极上。

其中，第二导电类型电极为n电极。

其中，二极管台面结构包括第一导电类型层、量子阱有源区、第二导电类型层和绝缘介质层，第一导电类型层、量子阱有源区、第二导电类型依次层叠设置，二极管单元之间设置有沟槽结构，绝缘介质层从沟槽结构内延伸至第二导电类型层远离量子阱有源区的一侧，第二导电类型电极设置于绝缘介质层上，且从沟槽结构内延伸至第二导电类型层远离量子阱有源区的一侧，并接触第二导电类型层。

其中，多个二极管单元的连接方式为并联。

其中，二极管单元上设置有孔结构。

其中，孔结构包括1个～1000000个孔单元，孔单元直径为0.001微米～20微米。