[发明专利]发光二极管、发光装置及其投影仪

说明书

本发明涉及发光二极管、发光装置及其投影仪，通过设置复数对第一电极和第二电极，依次分别与第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层电连接，为了提升较低载流子迁移率的半导体材料在大电流密度条件下的应用性能，需要做好电极分布的优化，在本发明中任意相邻第一电极之间的距离大于任意第一电极与其相邻的第二电极的距离，以实现优化电流分布，提供了更均匀热分布的发光二极管。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，具体地，涉及一种发光二极管。

背景技术

在一些应用市场中的芯片需求其电流密度越来越大，例如在微投影市场中的芯片应用中，蓝绿通道电流密度要5至6A/mm²，红光通道电流密度要求4至5A/mm²；例如一些产品中，蓝光通道使用两颗2.0mm² 超垂直芯片并联形成4.0mm²发光面，驱动电流高达20A。

例如2.0mm²水平垂直芯片的驱动电流在5A/mm²下为10A，即便是6A/mm²下也达到12A；在考虑到客户端驱动电流也将越来越大，对电源选型局限度也越来越大；市场已经推出水平垂直芯片结构，利用该芯片结构优势制成串联式的高压低电流光源方案。

随着电流密度持续升高，对芯片电流分布及封装热管理要求也变大，水平垂直芯片使用绝缘性衬底可以实现芯片级热电分离，为封装及整灯热沉设计提供友好的基础；对于电流分布部分，除了对via（蓝绿通道）、扩展条（P side up 红光通道）进行优化之外，对电极分布的位置，也有重大的影响，并且我们认为在大电流密度下及较低载流子迁移率的半导体材料中更需要做好电极分布的优化。

发明内容

为解决背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种发光二极管，包括：

第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层及位于两者之间的有源层；复数对第一电极和第二电极，依次分别与第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层电连接，复数对通常为两对或者偶数对；任意相邻第一电极之间的距离大于任意第一电极与其相邻的第二电极的距离，这里与第一电极相邻的第二电极指的是与第一电极最靠近的第二电极，由于电流追寻最小阻值路径的原理，电流主要通过最小阻值的路径穿过发光二极管，因此拉大相邻第一电极在芯片表面的距离，有利于优化电流注入点，分散增加电流注入点，减少电流的聚集，提升发光二极管电性能。

在本发明的一些实施例中，优选的，第一电极设置于发光二极管对称的两边缘，和/或第二电极设置于发光二极管对称的两边缘，将第一电极和/或第二电极设置在发光二极管的两侧，最大限度利用芯片的尺寸，减少电流的聚集。

在本发明的一些实施例中，优选的，为了简化键合和芯片工艺，第一电极至少通过第一电连接层与第一导电类型半导体层电连接，第一电连接层设置在第一导电类型半导体层底部，第一电连接层部分从第一导电类型半导体层底部露出，第一电极设置在露出的第一电连接层上，第二电极设置在第二导电类型半导体层上。在一些实施例中，可利用第一电连接层灵活设置第一电极的位置，有利于匹配多元的芯片结构和封装电路的打线设计。

在本发明的一些实施例中，优选的，第一电连接层至少部分位于第一导电类型半导体层的底部，且第一电连接层与第二电极位于有源层的两侧，即第一电连接层设置在有源层下方，而第二电极设置在有源层上方。例如在一些大电流的应用需求中，第一电连接层与第二电极关于有源区相对设置，有利于电流竖直穿越发光二极管，提升发光二极管功效。

在本发明的一些实施例中，可选的，第一导电类型半导体层或/和第二导电类型半导体层的载流子迁移率不高于500cm²/V·s，本发明设计特别适用于载流子迁移率低的半导体外延材料。

在本发明的一些实施例中，可选的，第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层及位于两者之间的有源层为砷化镓基，相对于氮化镓基半导体材料，砷化镓基的电流扩展能力更低。