適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極制造技術

本實用新型專利技術涉及半導體照明技術領域，是適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極，芯片的電極由網絡狀的電極與金屬焊盤構成，采用的電極至少具有中心反演對稱性和繞垂直于芯片中心法線的二次軸對稱性和四次軸對稱型，即芯片繞中心法線旋轉180度、270度和360度時電極均能重合；在垂直于芯片中心軸投影平面上，N型電極溝槽將外延層中N型GaN層之上的部分劃分為多個獨立的不相接觸的單元，使各個單元之間彼此不受影響；本實用新型專利技術中電極對稱要素較多，使電流分布更為均勻，有效地改善了芯片發熱不均的問題；由于P型金屬焊盤與N型金屬焊盤的高對稱性，在打線時能選擇性地接通P型金屬焊盤與N型金屬焊盤，提高了打線的靈活性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及半導體照明
，尤其涉及一種適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極，它電流分布均勻，具有較好的光電特性。
技術介紹
LED是新一代固態光源，它具有體積小、耗電量低、使用壽命長、高發光效率、低熱量、環保節能、堅固耐用等諸多優點，因而具有廣闊的應用市場。目前LED已在背光源、交通燈、大屏幕顯示、汽車照明、裝飾照明等領域得到了廣泛應用。隨著GaN基LED技術的不斷成熟與發展，基于GaN基大功率LED芯片的照明燈具將有望成為第四代照明光源，具有極其廣泛的應用前景?！つ壳?，商品化的GaN基發光二極管往往是在碳化硅、單晶硅以及藍寶石襯底上通過化學氣相沉積的方法外延制備獲得。GaN基發光二極管一般有三種結構第一種是正裝結構，其芯片的P型電極和N型電極在同一面。第二種是倒裝結構，其發光二極管芯片倒扣在單晶硅上，芯片的P型電極和N型電極通過相應電極鍵合在單晶硅上。第三種是垂直結構，其P型電極和N型電極分別設置在LED外延層的兩側。采用藍寶石襯底的GaN基發光二極管通常采用第一種的正裝結構和第二種的倒裝結構。在正裝結構中，一般是通過對外延片表面刻蝕形成臺面結構，將P型電極與N型電極設置在同一側。這樣，不可避免地會存在電流的橫向擴展，由于電流傾向于走電阻較小的通道，電極分布不均將使得電流極容易產生擁擠效應。這樣，容易產生GaN基發光二極管發光和發熱不均、使用壽命下降等問題，從而影響GaN基發光二極管的穩定性。對于大功率的GaN基發光二極管來說，電流擁擠及分布不均的現象將更為嚴重。為了使得流經芯片的電流均勻分布，有必要優化電極形狀，從而改善電流擴展分布，這對提高GaN基LED的光電性能具有重要的意義?，F在，GaN基大功率發光二極管芯片的電極多采用N電極、P電極相互環繞的圖形化電極結構。這種結構雖然在一定程度上改善了電流擴展，但是，由于該結構的電極分布不具備較高的對稱性，導致流經P區和N區的電流在局部區域仍然是非對稱分布的，這樣就不可避免地產生局部電流擁擠效應。
技術實現思路
本技術的目的在于解決上述問題，提供一種具有網絡狀電極的發光二極管，它在結構上完全對稱并可根據需要改變電極數目，此外，其N型電極所在溝槽將芯片劃分成多個獨立的單元，能阻止電流在某些方向的流向，能克服當前GaN基大功率發光二極管的電極中存在的電流擴展不理想的問題，提高電流密度分布的均勻性，增加芯片的光提取效率，改善芯片散熱不均等問題，從而提升芯片的光電特性。為實現上述目的，本技術采取如下的技術方案。一種適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極，含有襯底、P型電極和N型電極，在所述襯底的P型氮化鎵GaN的表面覆蓋有ITO薄膜層，其特征在于，所述襯底由網絡狀的溝槽分割成若干對稱分布的臺面，所述溝槽深入到臺面N型的GaN層，但不對N型的GaN層作分割，而是將N型的GaN層及其外延的N型GaN層之上的量子阱層、超晶格層分割為互不相連的部分；沿臺面外圈的溝槽形成“L”形臺面；所述P型電極包含P型金屬電極和P型金屬焊盤，設置在臺面表面的P型ITO薄膜層上；所述N型電極為包含N型金屬電極與N型金屬焊盤的網絡狀電極，所述N型金屬電極為相互交錯形成網絡狀的條形電極，設置在臺面的臺面結構上，被二氧化硅鈍化層或者氮化硅鈍化層掩埋并與由臺面邊緣和所述的溝槽相隔離；所述N型金屬焊盤設置在所述網絡狀的N型金屬電極的節點處，由所述的臺面邊緣與所述的溝槽相隔離或者是由所述的溝槽相隔離。進一步，所述的襯底為矩形結構，其長與寬至少為762微米。進一步，所述的P型金屬電極為相互交錯形成網絡狀的條形電極，設置在所述臺面表面的ITO薄膜層(一般為氧化銦錫ΙΤ0)上，所述P型金屬焊盤設置在所述網絡狀的P 型金屬電極連接的節點處。進一步，所述P型金屬電極由單獨的P型金屬焊盤構成，設置在所述臺面表面的ITO薄膜層上。進一步，所述的N型金屬電極與N型金屬焊盤以及所述的P面金屬電極與P面金屬焊盤至少具有中心反演對稱性和繞垂直于芯片中心法線的二次軸對稱性及四次軸對稱性(即，芯片繞中心法線旋轉180度、270度和360度時，電極均能重合)。本技術適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極的積極效果是(I)與現有的圖形化電極結構相比，本技術的網絡狀電極的對稱要素較多，網絡狀電極至少具有中心反演對稱性和繞垂直于外延片中心法線的二次軸對稱性、四次軸對稱性和六次軸對稱性。(2)由于N型金屬電極由襯底邊緣和溝槽相隔離，在垂直于芯片中心軸投影平面上，該網絡電極將襯底外延層中N型GaN層之上的部分分割為多個獨立的不相接觸的單元，使得電流流向更為均勻，極大地改善了電流的分布，從而能有效地改善芯片發熱不均的問題。(3)由于P型金屬焊盤與N型金屬焊盤的高對稱性，在芯片打線時，可以有選擇性地接通P型金屬焊盤與N型金屬焊盤。附圖說明圖I為本技術適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極第一種實施例的結構示意圖。圖2為本技術適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極第二種實施例的結構示意圖。圖3為本技術適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極第三種實施例的結構示意圖。圖中的標號分別為I、臺面；2、溝槽；3、P型ITO薄膜層；4、N型金屬電極；5、N型金屬焊盤；51、第一 N型金屬焊盤；52、第二 N型金屬焊盤；53、第三N型金屬焊盤；54、第四N型金屬焊盤；6、P型金屬電極； 7、P型金屬焊盤；71、第一 P型金屬焊盤；72、第二 P型金屬焊盤；73、第三P型金屬焊盤；74、第四P型金屬焊盤；75、第五P型金屬焊盤；76、第六P型金屬焊盤；77、第七P型金屬焊盤；78、第八P型金屬焊盤；79、第九P型金屬焊盤。具體實施方式以下結合附圖繼續解釋本技術適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極的具體實施情況，提供3個實施例。但是，本技術的實施不限于以下的實施方式。實施例I參見附圖I。一種適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極，采用尺寸為ImmX Imm的芯片，首先，在GaN外延層的正面刻蝕出溝槽2直至N層，將芯片分割成4個臺面I :臺面I的線寬為100微米，溝槽2的線寬為30微米；所述的臺面I為矩形結構，其長與寬為762微米。所述溝槽2使這4個臺面I在N型層之上的量子阱層、超晶格層、P型GaN層徹底不相連。在溝槽2之中和臺面I上淀積金屬電極，溝槽2中和臺面I上的金屬線寬為20微米。N型電極為由第一 N型金屬焊盤51、第二 N型金屬焊盤52、第三N型金屬焊盤53、第四N型金屬焊盤54與N型金屬電極4構成的網絡狀電極，所述N型金屬電極4為相互交錯形成網絡狀的條形電極，設置在臺面I的臺面結構上，被二氧化硅鈍化層掩埋并與由臺面I邊緣和所述的溝槽2相隔離；所述第一 N型金屬焊盤51、第二 N型金屬焊盤52、第三N型金屬焊盤53、第四N型金屬焊盤54的直徑為120微米，可選擇性設置在臺面I上的四個角端，即網絡狀的N型金屬電極4的節點處。P型電極包含P型金屬電極6與第一 P型金屬焊盤71、第二 P型金屬焊盤72、第三P型金屬焊盤73、第四P型金屬焊盤74，設置在芯片表面透明導電的P型ITO薄膜層3 (—般為氧化銦錫ΙΤ0)上，為對稱性設置。由于第一 P型金屬焊盤71、第二 P本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于大功率GaN基LED芯片的網絡狀電極，含有襯底、P型電極和N型電極，在所述襯底的P型氮化鎵GaN的表面覆蓋有ITO薄膜層，其特征在于，所述襯底由網絡狀的溝槽（2）分割成若干對稱分布的臺面（1），所述溝槽（2）深入到臺面（1）N型的GaN層，但不對N型的GaN層作分割，而是將N型的GaN層及其外延的N型GaN層之上的量子阱層、超晶格層分割為互不相連的部分；沿臺面（1）外圈的溝槽（2）形成“L”形臺面；所述P型電極包含P型金屬電極（6）和P型金屬焊盤，設置在臺面（1）表面的P型ITO薄膜層（3）上；所述N型電極為包含N型金屬電極（4）與N型金屬焊盤（6）的網絡狀電極，所述N型金屬電極（4）為相互交錯形成網絡狀的條形電極，設置在臺面（1）的臺面結構上，被二氧化硅鈍化層或者氮化硅鈍化層掩埋并與由臺面（1）邊緣和所述的溝槽（2）相隔離；所述N型金屬焊盤（5）設置在所述網絡狀的N型金屬電極（4）的節點處，由所述的臺面（1）邊緣與所述的溝槽（2）相隔離或者是由所述的溝槽（2）相隔離。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊旅云，張國龍，曹鳳凱，劉獻偉，張宇欣，趙明，田光磊，吳東平，陳曉鵬，常志偉，李浩，
申請(專利權)人：施科特光電材料昆山有限公司，
類型：實用新型
國別省市：