發(fā)光二極管的制作方法
【專利說明】發(fā)光二極管
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年4月5日、申請(qǐng)?zhí)枮?01180041118.3的發(fā)明專利申請(qǐng)
“發(fā)光二極管”的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)，更具體地講，涉及一種能夠通過減少因形成在LED上部的電極結(jié)構(gòu)造成的光損失來提高光提取效率的LED。
【背景技術(shù)】
[0003]目前在諸如全色LED顯示裝置、LED交通燈和白色LED的各種應(yīng)用中使用GaN基發(fā)光二極管(LED)。近來，已經(jīng)預(yù)期高效白色LED將取代熒光燈。具體地講，白色LED的效率已達(dá)到與典型熒光燈的效率水平相似的水平。
[0004]通常通過在諸如藍(lán)寶石的基底上生長(zhǎng)外延層來形成GaN基LED，GaN基LED包括N型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層以及設(shè)置在N型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層之間的活性層。同時(shí)，N電極焊盤形成在N型半導(dǎo)體層上，而P電極焊盤形成在P型半導(dǎo)體層上。LED通過電極焊盤電連接到外部電源而被驅(qū)動(dòng)。
[0005]通常在諸如藍(lán)寶石的單晶基底上生長(zhǎng)GaN基半導(dǎo)體層，并通過芯片分割工藝最終完成單個(gè)LED。此時(shí)，由于沿單晶基底的晶面分割單晶基底，所以其通常具有矩形形狀。通常，最終的LED中的基底的形狀限定了發(fā)光結(jié)構(gòu)的形狀，例如，臺(tái)面(mesa)的形狀、電極焊盤的形狀和從電極焊盤延伸出的延伸部分的形狀。例如，在第6650018號(hào)美國(guó)專利中已經(jīng)公開了為了增強(qiáng)電流擴(kuò)散而從電極接觸部分延伸出的延伸部分，這些延伸部分典型地沿著矩形形狀的矩形邊緣呈直線延伸。
[0006]通過使用從電極焊盤延伸出的延伸部分，能夠改善LED中的電流擴(kuò)散的效果，從而提高LED的效率。然而，由于將例如Cr的反射性能差的材料用作電極焊盤和從其延伸出的延伸部分的下部結(jié)構(gòu)，所以因在延伸部分和/或電極焊盤的下部處的光吸收而存在大量的光損失。所述光損失是阻礙LED的光提取效率提高的主要因素。雖然已進(jìn)行了許多研究來通過減小具有延伸部分的電極圖案的總面積來減少光損失，但減小電極圖案的總面積會(huì)對(duì)LED的電流擴(kuò)散效果產(chǎn)生負(fù)面影響。具體地講，其會(huì)難以實(shí)現(xiàn)大面積LED芯片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管(LED)，通過將因在LED的上部處的電極結(jié)構(gòu)和/或其材料造成的光損失最小化，該LED不僅能夠提高電流擴(kuò)散特性而且能夠提高LED的光提取效率。
[0009]技術(shù)方案
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種發(fā)光二極管(LED)，該LED包括發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)以及在發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)上形成為具有圖案的電極結(jié)構(gòu)。電極結(jié)構(gòu)包括:反射體的集群，在發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)上沿所述圖案設(shè)置；以及焊盤材料層，形成為完全地覆蓋反射體。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，電極結(jié)構(gòu)可以包括延伸部分和電極焊盤，延伸部分和電極焊盤包括焊盤材料層；延伸部分可以以線狀圖案從電極焊盤延伸出；反射體的集群可以具有沿延伸部分的線狀圖案形成的點(diǎn)圖案反射體。此外，反射體的集群還可以具有形成在電極焊盤下面的焊盤型反射體。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，焊盤材料層可以具有直接覆蓋反射體的接觸材料層以及位于焊盤材料層的最上部的鍵合材料層。此時(shí)，接觸材料層優(yōu)選地可以包括Cr，而鍵合材料層優(yōu)選地可以包括Au。這里，優(yōu)選的是，反射體由反射率比接觸材料層的反射率高的材料形成。更優(yōu)選地，反射體由反射率比接觸材料層的反射率高且絕緣性比接觸材料層的絕緣性高的材料形成。反射體可以由分布式布拉格反射器(DBR)形成。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)可以包括p型區(qū)域，在p型區(qū)域中，透明電極層向P型區(qū)域的上部暴露，電極結(jié)構(gòu)可以被構(gòu)造成使得反射體鄰近透明電極層的頂表面。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)可以包括η型區(qū)域，在η型區(qū)域中，η型半導(dǎo)體層向η型區(qū)域的上部暴露，電極結(jié)構(gòu)可以被構(gòu)造成使得反射體鄰近η型半導(dǎo)體層的暴露的頂表面。
[0015]發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)可以包括ρ型區(qū)域和η型區(qū)域，在ρ型區(qū)域中，透明電極層向ρ型區(qū)域的上部暴露，在η型區(qū)域中，η型半導(dǎo)體層向η型區(qū)域的上部暴露；電極結(jié)構(gòu)可以分別形成在Ρ型區(qū)域和η型區(qū)域中。在ρ型區(qū)域中，電極結(jié)構(gòu)可以被構(gòu)造成使得反射體鄰近透明電極層的頂表面。在η型區(qū)域中，電極結(jié)構(gòu)可以被構(gòu)造成使得反射體鄰近η型半導(dǎo)體層的暴露的頂表面。
[0016]發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)可以包括III族氮化物基半導(dǎo)體層，并且還可以包括透明電極層。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種LED，該LED包括:發(fā)光堆疊結(jié)構(gòu)，包括下接觸層和位于下接觸層上的臺(tái)面結(jié)構(gòu)；第一電極結(jié)構(gòu)，位于下接觸層上；以及第二電極結(jié)構(gòu)，位于臺(tái)面結(jié)構(gòu)上，其中，第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)包括形成在其下部并沿圖案布置的反射體的集群。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，第一電極結(jié)構(gòu)可以包括第一電極焊盤和從第一電極焊盤延伸出的一個(gè)或多個(gè)延伸部分；第二電極結(jié)構(gòu)可以包括第二電極焊盤和從第二電極焊盤延伸出的一個(gè)或多個(gè)延伸部分；反射體的集群可以包括形成在第一電極焊盤或第二電極焊盤下面的焊盤型反射體以及形成在第一電極結(jié)構(gòu)或第二電極結(jié)構(gòu)的延伸部分下面的點(diǎn)圖案反射體。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，下接觸層可以具有第一邊緣、與第一邊緣相對(duì)的第二邊緣、將第一邊緣和第二邊緣相互連接的第三邊緣以及與第三邊緣相對(duì)的第四邊緣；第一電極焊盤可以設(shè)置在第一邊緣的附近，第二電極焊盤可以設(shè)置在第二邊緣的附近。
[0020]這里，術(shù)語“第一邊緣的附近”表示與第二邊緣相比更接近第一邊緣，術(shù)語“第二邊緣的附近”表示與第一邊緣相比接近第二邊緣。術(shù)語“向第一(或第二)邊緣延伸”表示延伸部分的每個(gè)點(diǎn)延伸以接近第一(或第二)邊緣。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，第一電極結(jié)構(gòu)可以具有第一下延伸部分和第二下延伸部分，第一下延伸部分和第二下延伸部分從第一電極焊盤向第二邊緣延伸，且第一下延伸部分和第二下延伸部分的端部比鄰近第一電極焊盤的開始部分彼此間分得更開；第二電極結(jié)構(gòu)可以包括從第二電極焊盤延伸出的第一上延伸部分、第二上延伸部分和第三上延伸部分；第一上延伸部分和第二上延伸部分可以形成為分別圍繞第一下延伸部分和第二下延伸部分，第三上延伸部分可以向第一下延伸部分和第二下延伸部分之間的區(qū)域延伸。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，下接觸層可以是η型半導(dǎo)體，臺(tái)面結(jié)構(gòu)的最上層可以是形成在ρ型半導(dǎo)體層上的透明電極層；第一電極結(jié)構(gòu)中的反射體可以形成為與η型半導(dǎo)體層的暴露的上部鄰近；第二電極結(jié)構(gòu)中的反射體可以形成為與透明電極層的上部鄰近。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，第一電極結(jié)構(gòu)可以包括構(gòu)成第一電極焊盤和從第一電極焊盤延伸出的延伸部分的焊盤材料層，第二電極結(jié)構(gòu)可以包括構(gòu)成第二電極焊盤和從第二電極焊盤延伸出的延伸部分的焊盤材料層，每個(gè)焊盤材料層在與反射體鄰近的部分處的材料的反射率可低于反射體的反射率。
[0024]有益效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，具有反射體的集群的發(fā)光二極管(LED)的電極結(jié)構(gòu)可以使得因在LED的上部的電極焊盤和電極焊盤的延伸部分的光吸收造成的光損失減少，從而非常有助于提高光提取效率。具體地講，當(dāng)將光吸收率較高的諸如Cr的材料插在電極焊盤或電極焊盤的延伸部分的下面時(shí)，本發(fā)明非常有效。此外，將絕緣材料，具體地，絕緣的分布式布拉格反射器(DBR)用作根據(jù)本發(fā)明的反射體，從而能夠防止電流擁擠效應(yīng)并能夠在LED的整個(gè)區(qū)域均勻地?cái)U(kuò)散電流。
【附圖說明】
[0026]圖