[实用新型]一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件

说明书

本实用新型公开了一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，所述器件包括衬底和衬底上连接的凸台型结构，所述凸台型结构包括凸台下部和凸台上部，凸台上部位于凸台下部之上；凸台上部的上表面连接电流扩展层，电流扩展层上连接P电极，所述P电极为环状类Y型电极，所述环状类Y型电极包括一个圆环状接触环和两个以上类Y型叉，两个以上类Y型叉的底臂在圆环状接触环上均匀分布；凸台型结构上除P电极和N电极以外的区域沉积有一层钝化层。本实用新型提供的微尺寸LED器件在减少输出光遮挡的情况下有效的改善电流扩展及分布，实现光强分布均匀，发热均匀。

技术领域

本实用新型涉及可见光通信用发光器件技术领域，具体涉及一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件。

背景技术

与传统光源相比，LED器件除了发光效率高、寿命长外，还具有调制性能好、调制带宽高等优点。基于LED器件的上述优点，可将信号调制到其发出的可见光上进行传输，兼顾照明的同时实现可见光无线通信。LED的调制带宽主要是受有源区少数载流子复合寿命和RC时间常数的影响，其中R、C分别为LED器件的等效电阻和等效电容。降低LED器件的有源区面积，即实现微米级尺寸LED，一方面可有效降低等效电容，从而实现RC时间常数的降低；另一方面可提高LED器件单位面积的电流，减小有源区少数载流子的复合寿命，最终实现器件调制带宽的提高。与普通大尺寸器件相比，微米尺寸LED像素尺寸小、集成度高，有源区的单位电流密度更高，其电流拥挤效应对其产生的影响更为显著，器件表面的电流扩展就显得更为重要，电极形状的选择直接影响电流的扩展情况。

对于LED注入电流时，因为P型GaN的导电性能较差，使得垂直方向的电流大于水平方向的电流，造成电流注入后无法有效均匀的分布在P型GaN，导致电流局部聚集，LED器件开启电压过高，发光发热不均匀，有源层非辐射复合增加，从而造成内量子效率下降。因此，改善LED电流横向扩展的均匀性对于提高LED性能至关重要，而通过设计合理的电极结构可以有效的实现电流横向扩展。

目前普通LED通常采用最为常见的不透明的圆形电极结构，其电流主要集中在圆形电极正下方的部分区域，而电极到有源区的距离有限，当电流还未横向扩展充分时就已经到达有源区，即有源区中发光的区域主要集中在电极下方的部分有源区导致电流拥挤效应。所以设计电极时有必要最小化P电极下的垂直电流，同时注入电流应使传输电流最大化，即传输距离应该小于电流传输长度，并且电极面积不宜过大，因为电极过大很大程度上遮挡光的输出。

实用新型内容

针对GaN基微尺寸LED器件以及根据LED电极存在的问题以及电极设计的原则，本实用新型的目的是提出一种具有可减少输出光损失以及提高电流扩展的环状类Y型电极米尺寸LED器件。

为实现上述目的，本实用新型至少采用下列技术方案之一。

本实用新型提供了一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，所述器件包括衬底和衬底上连接的凸台型结构，所述凸台型结构包括凸台下部和凸台上部，凸台上部位于凸台下部上，凸台上部的横截面积小于凸台下部的横截面积；凸台下部包括从下到上依次排列的缓冲层、未掺杂N型GaN层和第一N-GaN层；凸台上部包括从下到上依次排列分布的第二N-GaN层、多量子阱层、P型AlGaN层和P-GaN层，第一N-GaN层和第二N-GaN层一体成型；凸台下部的上表面连接凸台上部以外的区域连接N电极；凸台上部的上表面连接电流扩展层，电流扩展层上连接P电极，所述P电极为环状类Y型电极，所述环状类Y型电极包括一个圆环状接触环和两个以上类Y型叉，类Y型叉包括一底臂以及和底臂一端分别连接的第一分叉和第二分叉，底臂的另一端和圆环状接触环连接；凸台型结构上除P电极和N电极以外的区域沉积有一层钝化层。

优选地，所述底臂、第一分叉和第二分叉均为直型线条，第一分叉和第二分叉对称分布在底臂的两侧，分叉角度为30°~120°。