反极性四元发光二极管的n电极结构改良的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种反极性四元发光二极管的N电极结构改良，该N电极是应用于四元材料的反极性发光二极管的N型半导体层；该N电极包括一圆形的结合衬垫，以及两组从该结合衬垫向该N型半导体层的左方向及右方向或上方向及下方向延伸的支脚组；每一支脚组包括三个直线延伸的指状物，三个指状物彼此平行，并保持相等距离；三个指状物分别具有一终端，各个终端至该N型半导体层的边缘的距离相同。本实用新型在不影响电流分布的基础上，缩减N电极结构相对于N型半导体层暴露面的布局密度和面积比例，提高了发光二极管的发光效率。
【专利说明】反极性四元发光二极管的N电极结构改良
【技术领域】
[0001]本实用新型与发光二极管有关，特别是涉及一种四元材料的反极性发光二极管的N电极结构。
【背景技术】
[0002]反极性四元(AlInGaP)发光二极管的构造，如图1所示，包括通过半导体磊晶制程所形成的N型半导体层11及P型半导体层12、经一粘接制程而结合于P型半导体层12的永久基板10、设于该永久基板10底面的P电极13、以及设于N型半导体层11表面的N电极14。
[0003]为了提供电流的分布性，N电极14以各种几何形状呈现，如图2至图7所示，各个图中的N电极14，均具有一结合衬垫141以及数个从结合衬垫141向外延伸的支脚142。支脚142的作用在于使电流尽可能的向周边分布，使元件性能优化。
[0004]N电极14是由高导电性的金属材料制成，被N电极14所覆盖的面积是不发光的，因此支脚142数目过多的N电极面积相对于N型半导体层11的曝露面的面积呈现过高比例时，将会降低发光二极管的发光效率。本案发明人通过发光亮度实验，证明N电极14的形状、支脚数量、支脚分布情形确实会影响发光效率。如图8所示，本案发明人将上述几种N电极在相同封装结构(5mm Lamp)进行亮度比对测量。图2和图5的N电极概呈天线型，图3、4、6、7的N电极概呈放射型。从图8可看出，具有天线型的N电极(如图2和图5)的发光二极管的发光效率高于放射型N电极(如图3、4、6、7)发光二极管的发光效率。推知是因放射型N电极的支脚数量过多、支脚分布密度过高、占据过多N型半导体层11的曝露面所致。
[0005]然而，基于优化发光二极管元件性能以及发光效率的要求，本案发明人认为天线型的N电极(图2和图5)仍有再改良的空间。
[0006]上述图2和图5所描述的天线型N电极具有八支从结合衬垫141分别向左右方向(或上下方向)直线延伸的支脚142。在不影响电流分布以及再提高发光效率的基础上，我们期望将这种N电极结构再优化。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是在提供一种反极性四元发光二极管的N电极结构改良，与图1和图4的天线型N电极相较，本实用新型的N电极结构的支脚数减少为六支，在不影响电流分布的基础上，缩减N电极结构相对于N型半导体层暴露面的布局密度和面积比例，从而再提高发光二极管的发光效率。
[0008]可达成上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]反极性四元发光二极管的N电极结构改良，该N电极是应用于四元材料(Al InGaP)的反极性发光二极管的N型半导体层；其特征在于:该N电极包括一圆形的结合衬垫，以及两组从该结合衬垫向该N型半导体层的左方向及右方向或上方向及下方向延伸的支脚组；每一支脚组包括三个直线延伸的指状物，三个指状物彼此平行，并保持相等距离；三个指状物分别具有一终端，各个终端至该N型半导体层的边缘的距离相同。
[0010]进一步地:
[0011]所述N电极为高导电性的金属薄膜，该高导电性金属薄膜是选自金、铝、锗、镍的其中一种或其合金。
[0012]所述结合衬垫的直径为70?140 μ m。
[0013]每一所述指状物的宽度为5-20 μ m。
[0014]每一所述指状物的终端至所述N型半导体层边缘的距离为20-80um。
[0015]本实用新型的优点在于:
[0016]本实用新型在不影响电流分布的基础上，缩减N电极结构相对于N型半导体层暴露面的布局密度和面积比例，提高了发光二极管的发光效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为反极性发光二极管的剖面示意图。
[0018]图2为已知反极性发光二极管N电极的俯视平面图之一。
[0019]图3为已知反极性发光二极管N电极的俯视平面图之二。
[0020]图4为已知反极性发光二极管N电极的俯视平面图之三。
[0021]图5为已知反极性发光二极管N电极的俯视平面图之四。
[0022]图6为已知反极性发光二极管N电极的俯视平面图之五。
[0023]图7为已知反极性发光二极管N电极的俯视平面图之六。
[0024]图8为图2至图7所示的N电极于相同封装结构(5mm Lamp)进行亮度比对测量图。
[0025]图9为本实用新型中N电极的俯视平面图。
【具体实施方式】
[0026]图9描述本实用新型的N电极的形状。本实用新型中N电极20是应用于四元材料(AlInGaP)的反极性发光二极管的N型半导体层30。该N电极20包括一圆形的结合衬垫21 [供后续打线(Wire Bonding)之用],以及两组从结合衬垫21向N型半导体层30的左及右(或上及下)方向延伸的支脚组22，每一支脚组22包括三个直线延伸的指状物221，三个指状物221彼此平行，并保持相等距离Dl ;三个指状物221分别具有一终端222，各个终端222至N型半导体层30的边缘31的距离D2相同。
[0027]N电极20为高导电性的金属薄膜，包含但不限于金、铝、锗、镍等金属或其合金。N电极20适用于在12mil(300*300um)以下的芯片尺寸。结合衬垫21的直径为70?140 μ m ;每一指状物221的宽度W为5-20 μ m,终端222至N型半导体层30的边缘31的距离D2为20_80um。
[0028]表一为不同总数的指状物的N电极的电流分布效果及发光效率测试结果。是在同样芯片尺寸，每一受测的N电极除了指状物数目不同之外，其他关于结合衬垫的直径、指状物宽度、终端至N型半导体边缘距离均相同的条件下进行测试。本实用新型具有六个指状物的N电极有最好的效率。[0029]表一
[0030]
【权利要求】
1.一种反极性四元发光二极管的N电极结构改良，该N电极是应用于四元材料的反极性发光二极管的N型半导体层；其特征在于: 该N电极包括一圆形的结合衬垫，以及两组从该结合衬垫向该N型半导体层的左方向及右方向或上方向及下方向延伸的支脚组；每一支脚组包括三个直线延伸的指状物，三个指状物彼此平行，并保持相等距离；三个指状物分别具有一终端，各个终端至该N型半导体层的边缘的距离相同。
2.如权利要求1所述的反极性四元发光二极管的N电极结构改良，其特征在于，所述N电极为高导电性的金属薄膜，该高导电性金属薄膜是选自金、铝、锗、镍的其中一种或其合金。
3.如权利要求1所述的反极性四元发光二极管的N电极结构改良，其特征在于，所述结合衬垫的直径为70?140 μ m。
4.如权利要求3所述的反极性四元发光二极管的N电极结构改良，其特征在于，每一所述指状物的宽度为5-20 μ m。
5.如权利要求4所述的反极性四元发光二极管的N电极结构改良，其特征在于，每一所述指状物的终端至所述N型半导体层边缘的距离为20-80um。
【文档编号】H01L33/38GK203415611SQ201320360418
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2013年6月21日
【发明者】项嵩仁, 谢武伦, 曹胜凯, 洪茂峰, 曾于庭 申请人:诚盟电科技股份有限公司