專(zhuān)利名稱：一種電流均勻分布的led晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED晶片，尤其是涉及一種電流均勻分布的LED晶片。背景技術(shù)：
發(fā)光二極管是對(duì)位于P-N結(jié)處的有源層注入電流，通過(guò)電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā) 光。發(fā)射光的波長(zhǎng)由有源區(qū)材料的禁帶寬度來(lái)決定的。在傳播方面，其主要特性之一是半 導(dǎo)體發(fā)光二極管發(fā)光屬于自發(fā)輻射發(fā)光，發(fā)出的光向空間各個(gè)方向傳播的幾率是相等的。 其主要特性之二是半導(dǎo)體材料的折射率比較大，所發(fā)出的光都是由光密介質(zhì)(如GaN)出 射進(jìn)入光疏介質(zhì)(空氣)，這樣必然存在光的全反射現(xiàn)象，限制了光的輸出。如GaN材料對(duì) 于藍(lán)光波段G50-480nm)，折射率為η = 2.5。目前普遍采用的GaN基發(fā)光二極管，其六個(gè) 面的出射角，據(jù)此可以算出，光的全反射角為23. 6度，出光效率大約為4%。特別是對(duì)于功 率型LED，晶片尺寸由原來(lái)的0. 3 X 0. 3mm擴(kuò)大到1 X Imm,甚至向更大尺寸發(fā)展，從而使得出 光效率更低。目前普遍使用的功率型晶片結(jié)構(gòu)，主要為插指型結(jié)構(gòu)，如圖5所示。由于其電 極呈交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，如果制作時(shí)稍有偏差，使其交錯(cuò)結(jié)構(gòu)不夠均勻就會(huì)導(dǎo)致電流擴(kuò)散不充分，造 成發(fā)光不均勻，而且出光面積小，存在全反射角限制，出光效率低。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電流均勻分布的LED晶片，該結(jié)構(gòu)具有散熱 均勻、出光效率高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種電流均勻分布的LED晶 片，包括N型半導(dǎo)體層，形成于N型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層； 所述P型半導(dǎo)體層表面設(shè)置有與N型半導(dǎo)體層連通的溝槽；形成于所述溝槽的負(fù)電極以及 形成于P型半導(dǎo)體層的正電極；其特征在于所述溝槽為一對(duì)稱的“E”形溝槽，所述對(duì)稱 的“E”形溝槽布滿所述N型半導(dǎo)體層上，所述負(fù)電極設(shè)置在所述對(duì)稱的“E”形溝槽上對(duì)應(yīng) 形成對(duì)稱的“E”形負(fù)電極，所述正電極環(huán)繞在所述對(duì)稱的‘ ”形負(fù)電極的周?chē)?。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是由于將本發(fā)明的溝槽設(shè)置成一對(duì)稱的“E” 型溝槽，所述對(duì)稱的“E”型溝槽布滿N型半導(dǎo)體層上，負(fù)電極形成于對(duì)稱的“E”形溝槽上并 對(duì)應(yīng)形成對(duì)稱的“E”形負(fù)電極，正電極環(huán)繞在對(duì)稱的“E”形負(fù)電極的周?chē)O(shè)置。這樣設(shè)置 可以使LED晶片的電流擴(kuò)散均勻，大大提高LED晶片出光效率，延長(zhǎng)LED晶片的使用壽命。優(yōu)選地，所述正電極形成的圖形線條至負(fù)電極形成的圖形線條間隔距離相等。這 樣設(shè)置可以使LED晶片的正電極與負(fù)電極的電流擴(kuò)散更均勻，提高LED晶片的出光效率，同 時(shí)也使LED晶片的散熱效率更好，大大延長(zhǎng)LED晶片的使用壽命。優(yōu)選地，在所述N型半導(dǎo)體層的底部還設(shè)置有一層襯底，這種結(jié)構(gòu)可以提高LED晶 片的散熱效率，延長(zhǎng)LED晶片的使用壽命。優(yōu)選地，所述襯底與N型半導(dǎo)體層之間還設(shè)置有一層緩沖層，這種結(jié)構(gòu)可以使N型 半導(dǎo)體層與襯底之間結(jié)合性更緊湊，減少兩者之間的晶格失配程度，使N型半導(dǎo)體層生長(zhǎng)質(zhì)量更好。優(yōu)選地，在所述P型半導(dǎo)體層的表面形成有一層透明導(dǎo)電層，所述正電極設(shè)置在 透明導(dǎo)電層上，這種結(jié)構(gòu)可以減少光損耗，電流擴(kuò)散在整個(gè)LED晶片表面，使電流擴(kuò)散分布 均勻，大大提高LED晶片的出光效率。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的第一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的第二種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示本發(fā)明第一種實(shí)施例的平面示意圖。圖4為圖2所示本發(fā)明第一種實(shí)施例的平面示意圖。圖5為現(xiàn)有發(fā)光二極管晶片的插指型電極結(jié)構(gòu)示意圖。標(biāo)記說(shuō)明1、襯底；2、N型層；21、溝槽；3、發(fā)光層；4、P型層；6、透明導(dǎo)電層；7、正 電極；71、正電極焊線區(qū)；8、負(fù)電極；81、負(fù)電極焊線區(qū)；9、緩沖層；10、LED晶片。
具體實(shí)施方式參照附圖1、2、3、4所示，本發(fā)明包括N型半導(dǎo)體層2，形成于N型半導(dǎo)體層2上的 發(fā)光層3 ；形成于發(fā)光層3上的P型半導(dǎo)體層4 ；P型半導(dǎo)體層4表面設(shè)置有與N型半導(dǎo)體 層2連通的對(duì)稱的“E”形溝槽21 ；形成于所述對(duì)稱的“E”形溝槽21的負(fù)電極8以及形成于 P型半導(dǎo)體層4的正電極7 ；對(duì)稱的“E”形溝槽21布滿N型半導(dǎo)體層2上，負(fù)電極8設(shè)置在 對(duì)稱的“E”形溝槽21上對(duì)應(yīng)形成對(duì)稱的“E”形負(fù)電極8，正電極7環(huán)繞在對(duì)稱的“E”形負(fù) 電極8的周?chē)?，通過(guò)圖形曝光工藝，在正電極7上局部蒸鍍一層金屬形成正電極焊線區(qū)71， 在負(fù)電極8上局部蒸鍍一層金屬形成負(fù)電極焊線區(qū)81 ；所述負(fù)電極焊線區(qū)81分別設(shè)置在 所述對(duì)稱“E”形負(fù)電極8的中部線的端部，兩個(gè)負(fù)電極焊線區(qū)81對(duì)稱設(shè)置在所述N型半導(dǎo) 體層2上。所述正電極焊線區(qū)71設(shè)置在對(duì)稱“E”型負(fù)電極8的頂部、正電極7的交叉處， 所述正電極焊線區(qū)71并排設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)并排設(shè)置的正電極焊線區(qū)71與對(duì)稱設(shè)置的兩 個(gè)負(fù)電極焊線區(qū)81呈等腰三角形狀固定在所述LED晶片10上。這樣設(shè)置可以使電極之間 的電流擴(kuò)散均勻，提高LED晶片10的出光效率，減少光能轉(zhuǎn)化為熱能，延長(zhǎng)LED晶片10的 使用壽命。上述對(duì)稱的“E”形溝槽21既切斷了 LED晶片10內(nèi)部光線全反射路徑，部分光 線可以從對(duì)稱的“E”形溝槽21中發(fā)出，不至于使光在LED晶片10內(nèi)部被吸收轉(zhuǎn)化為熱量， 擴(kuò)大了晶片的散熱面積，提高LED晶片10的使用壽命。所述正電極7形成的圖形線條至負(fù) 電極8形成的圖形線條間隔距離相等。這樣設(shè)置可以使LED晶片10的正電極與負(fù)電極的 電流擴(kuò)散更均勻，提高LED晶片10的出光效率，同時(shí)也使LED晶片10的散熱效率更好，大 大延長(zhǎng)LED晶片10的使用壽命。在所述N型半導(dǎo)體層2的底部還設(shè)置有一層襯底1，所述 襯底1與N型半導(dǎo)體層2之間還設(shè)置有一層緩沖層9，這種結(jié)構(gòu)可以使N型半導(dǎo)體層2與襯 底1之間結(jié)合性更緊湊，減少兩者之間的晶格失配程度，使N型半導(dǎo)體層生長(zhǎng)質(zhì)量更好，同 時(shí)也可以提高LED晶片10的散熱效率，延長(zhǎng)LED晶片10的使用壽命，上述襯底1可以是藍(lán) 寶石襯底或者碳化硅襯底。在所述P型半導(dǎo)體層4的表面形成有一層透明導(dǎo)電層6，所述正 電極7設(shè)置在透明導(dǎo)電層6上，這種結(jié)構(gòu)可以減少光損耗，電流擴(kuò)散在整個(gè)LED晶片表面，使電流擴(kuò)散分布均勻，大大提高LED晶片的出光效率。由于將本發(fā)明的溝槽設(shè)置成一對(duì)稱的“E”型溝槽21，所述對(duì)稱的“E”型溝槽21布 滿N型半導(dǎo)體層2上，負(fù)電極8形成于對(duì)稱的“E”形溝槽21上并對(duì)應(yīng)形成對(duì)稱的“E”形負(fù) 電極8，正電極7環(huán)繞在對(duì)稱的‘ ”形負(fù)電極8的周?chē)O(shè)置。這樣設(shè)置可以使LED晶片10 的電流擴(kuò)散均勻，大大提高LED晶片10出光效率，延長(zhǎng)LED晶片10的使用壽命，電流更容 易擴(kuò)散到LED晶片10的各個(gè)邊緣角落，擴(kuò)散更加均勻，若電流傳輸?shù)牟痪鶆驎?huì)使正向電壓 偏高，同時(shí)很容易造成局部擊穿而使器件失效，本發(fā)明結(jié)構(gòu)既可以降低電壓，提高出光效率 又增加了 LED晶片10的壽命。電極形狀不同將引起的電流分布差異也更加敏感。電流分 布不均勻會(huì)使得局部電流過(guò)大而導(dǎo)致局部漏電，對(duì)器件壽命構(gòu)成隱患。以上所述均以方便說(shuō)明本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)作的精神范疇內(nèi)，熟悉此技術(shù) 的本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做的各種簡(jiǎn)單的變相與修飾仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電流均勻分布的LED晶片，包括N型半導(dǎo)體層，形成于N型半導(dǎo)體層上的發(fā)光 層，形成于發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層，所述P型半導(dǎo)體層表面設(shè)置有與N型半導(dǎo)體層連通的 溝槽，形成于所述溝槽的負(fù)電極以及形成于P型半導(dǎo)體層的正電極，其特征在于所述溝槽 為一對(duì)稱的“E”形溝槽，所述對(duì)稱的“E”形溝槽布滿所述N型半導(dǎo)體層上，所述負(fù)電極設(shè)置 在所述對(duì)稱的“E”形溝槽上對(duì)應(yīng)形成對(duì)稱的“E”形負(fù)電極，所述正電極環(huán)繞在所述對(duì)稱的 “E”形負(fù)電極的周?chē)?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電流均勻分布的LED晶片，其特征在于所述正電極形成的圖 形線條至負(fù)電極形成的圖形線條間隔距離相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述電流均勻分布的LED晶片，其特征在于在所述N型半導(dǎo) 體層的底部還設(shè)置有一層襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述電流均勻分布的LED晶片，其特征在于所述襯底與N型半導(dǎo) 體層之間還設(shè)置有一層緩沖層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電流均勻分布的LED晶片，其特征在于在所述P型半導(dǎo)體層 的表面形成有一層透明導(dǎo)電層，所述正電極設(shè)置在所述透明導(dǎo)電層上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電流均勻分布的LED晶片，包括N型半導(dǎo)體層，形成于N型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層，所述P型半導(dǎo)體層表面設(shè)置有與N型半導(dǎo)體層連通的溝槽，形成于所述溝槽的負(fù)電極以及形成于P型半導(dǎo)體層的正電極，其特征在于，所述溝槽為一對(duì)稱的“E”形溝槽，所述對(duì)稱的“E”形溝槽布滿所述N型半導(dǎo)體層上，所述負(fù)電極設(shè)置在所述對(duì)稱的“E”形溝槽上對(duì)應(yīng)形成對(duì)稱的“E”形負(fù)電極，所述正電極環(huán)繞在所述對(duì)稱的“E”形負(fù)電極的周?chē)?。本發(fā)明具有散熱均勻、出光效率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L33/38GK102142499SQ201110041208
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者樊邦揚(yáng) 申請(qǐng)人:廣東銀雨芯片半導(dǎo)體有限公司