专利名称：中心环绕形GaN基LED芯片电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种中心环绕形GaN基LED芯片电极，有利于改 善芯片散热不均和提升芯片的光电特性，属于-LED芯片技术领域。
背景技术：
LED以其自身具有发光效率高、耗电量小、寿命长、发热量低、 体积小、环保节能等诸多优点，己具有广泛的应用市场，如汽车、背 光源、交通灯、大屏幕显示、军事等领域。并随着半导体和材料技术 的不断发展与成熟，LED有望成为新型的第四代固态照明光源。而GaN 及其化合物是继Ge、 Si和GaAs、 InP之后重要的第三代半导体材料系， 基于GaN基LED的发展被公认为光电子科学技术进步中的重大成就， 且是发展固态照明、实现人类照明革命的关键性光源，具有广泛的应 用前景。
目前GaN基LED在实际生产中采用的外延片主要是以蓝宝石为衬 底，而蓝宝石为绝缘体，所以，必须通过刻蚀器件表面来形成负电极。 用这种工艺制作成的LED不可避免地存在电流的横向扩展，从而极易 产生电流聚集效应，这将导致LED发光、发热不均匀，使用寿命下降 等问题。尤其是对于大功率的LED，由于其尺寸较大，电流聚集效应 更加明显。因此，优化GaN基LED的电极形状，可以减小电流聚集效 应，改善电流扩展分布，使其电流分布更为均匀，减少器件的串联电 阻，进而减少焦耳热的产生，对提高GaN基LED的光电性能具有重要 作用。
厦门大学在公开号为CN1870313的发明专利申请中提供一种树叶 脉络形大功率氮化镓基发光二极管芯片的P、 N电极，其在P型GaN的表面生长一层透明导电层，在透明导电层上淀积P型电极，在沟槽内
淀积N型电极，N型电极沿芯片的对角线分布成树叶脉络的形状，还 包括与之垂直的两个平行N型电极，P型电极环绕在芯片的边缘，并 有触角伸出，夹在两个平行的N型电极之间。该电极在垂直于对角线 且相互平行的N型电极N2和N3之间的电流分布相对比较均匀，但在 其余区域电流分布的均匀性比较差。因为在其余区域垂直于对角线且 相互平行的N型电极N2和N3到环绕在芯片直角边缘的P型电极之间 的距离差别比较大，电流分布非常不均匀，且该区域大小约占芯片的 二分之一，说明此树叶脉络形大功率氮化镓基发光二极管芯片的P、 N 电极的电流扩展特性还是不够理想。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种中心环绕形GaN基LED芯片电极， 目的在于克服上述树叶脉络形大功率氮化镓基发光二极管芯片依然存 在的垂直于对角线且相互平行的N型电极N2和N3到环绕在芯片直角 边缘的P型电极之间的距离差别比较大，电流分布非常不均匀，电流 扩展特性还是不够理想的不足，实现有利于提高电流分布的均匀性， 增加芯片的光提取效率，改善芯片的散热不均等问题，从而提升芯片 的光电特性。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的， 一种中心环绕形 GaN基LED芯片电极，包括P型电极和N型电极，对GaN外延片进行 台面刻蚀，形成P型GaN台面和N型GaN沟槽，在P型GaN表面生长 一层导电薄膜，再在导电薄膜上淀积P型电极，或者直接在P型GaN 表面淀积P型电极，在沟槽内淀积N型电极，其特征是，N型电极的N 型焊盘设置在芯片中心，自N型焊盘的N型条形电极沿对角线至顶角 后分别沿芯片边缘延伸靠近至P型焊盘，P型电极的P型焊盘设置在 芯片N型焊盘沿对角线的N型条形电极的反向顶角部，自P型焊盘的 两条P型条形电极与N型焊盘及沿对角线的N型条形电极平行。本实用新型结合了环形电极和条形电极的优点，并充分利用N型
焊盘四周，P型和N型电极相互交叉平行排布，相互环绕，两电极之 间的传输距离相等，电流得到均匀地扩散分布，提高了芯片的出光效 率，同时也有助于改善芯片的电流电压特性和散热等问题，可以从整 体上提升芯片的光电性能。
图1为本实用新型P型、N型电极分布结构示意图中，P表示P型电极，N表示N型电极，l表示P型GaN台面， 2表示N型GaN沟槽，Nl、 N2、 N3表示N型电极的条形电极，其中Nl、 N2表示环绕芯片边缘的条形电极，N3表示延伸到中心N型焊盘的对角 线向条形电极，Pl、 P2、 P3表示P型电极的条形电极，其中Pl、 P2 表示环绕在中心N型焊盘四周的条形电极，P3表示平行于对角线的条 形电极。
具体实施方案
结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图1所示，本实用 新型P型电极和N型电极，首先对GaN基外延片进行台面刻蚀，形成 P型GaN台面1和N型GaK沟槽2，再在P型GaN表面直接淀积P型电 极，在比电极宽度略宽的N型GaN沟槽2中淀积N型电极。P型电极 主要包括平行于对角线的条形电极P3，以及环绕在中心N型焊盘四周 的条形电极P1、 P2，并沿对角线呈对称分布，共有六个条形电极，整 体呈第一层中心环绕状分布。N型电极主要包括环绕在芯片的边缘的 条形电极Nl和N2，以及延伸到中心N型焊盘的对角线向条形电极N3， 且关于芯片对角线呈对称分布，共有五个条形电极，整体呈第二层中 心环绕状分布。这样充分利用了中心N型焊盘四周，P型和N型电极 相互交叉平行排列，相互环绕，不仅縮短电流的传输距离，且不同电 极之间距离相等，增加了电流分布的均匀性，提高了载流子的复合效 率，增加了光的提取，减少了转化为内部热能的损耗，提高了芯片的出光效率，改善了芯片的光电特性。本实用新型亦可在P型GaN表面 生长一层导电薄膜，再在导电薄膜上淀积P型电极；本实用新型P型 电极和N型电极的形状亦可互换，N型电极淀积在相应形状的沟槽内。
权利要求1、一种中心环绕形GaN基LED芯片电极，包括P型电极和N型电极，对GaN外延片进行台面刻蚀，形成P型GaN台面和N型GaN沟槽，在P型GaN表面生长一层导电薄膜，再在导电薄膜上淀积P型电极，或者直接在P型GaN表面淀积P型电极，在沟槽内淀积N型电极，其特征是，N型电极的N型焊盘设置在芯片中心，自N型焊盘的N型条形电极沿对角线至顶角后分别沿芯片边缘延伸靠近至P型焊盘，P型电极的P型焊盘设置在芯片N型焊盘沿对角线的N型条形电极的反向顶角部，自P型焊盘的两条P型条形电极与N型焊盘及沿对角线的N型条形电极平行。
2、 根据权利要求1所述的中心环绕形GaN基LED芯片电极，其特 征是，所述的P型条形电极包括沿对角线呈对称分布的平行于对角线 的条形电极，以及沿芯片N型焊盘边缘的条形电极。
3、 根据权利要求1所述的中心环绕形GaN基LED芯片电极，其特 征是，所述的N型条形电极包括芯片四周边缘的条形电极，以及沿对 角线向延伸到中心N型焊盘的条形电极。
4、 根据权利要求1所述的中心环绕形GaN基LED芯片电极，其特 征是，P型电极和N型电极的形状亦可互换，N型电极淀积在相应形状 的沟槽内。
专利摘要本实用新型涉及一种中心环绕形GaN基LED芯片电极，属于LED芯片技术领域，N型电极的N型焊盘设置在芯片中心，自N型焊盘的N型条形电极沿对角线至顶角后分别沿芯片边缘延伸靠近至P型焊盘，P型电极的P型焊盘设置在芯片N型焊盘沿对角线的N型条形电极的反向顶角部，自P型焊盘的两条P型条形电极与N型焊盘及沿对角线的N型条形电极平行，本实用新型结合了环形电极和条形电极的优点，并充分利用N型焊盘四周，P型和N型电极相互交叉平行排列，相互环绕，不仅缩短电流的传输距离，且不同电极之间距离相等，增加了电流分布的均匀性，提高了载流子的复合效率，增加了光的提取，减少了转化为内部热能的损耗，提高了芯片的出光效率，改善了芯片的光电特性。
文档编号H01L33/00GK201282152SQ20082003940
公开日2009年7月29日 申请日期2008年8月21日 优先权日2008年8月21日
发明者张俊兵, 曾祥华 申请人:扬州大学