发光二极管的制作方法
【专利说明】发光二极管
[0001]本申请是申请日为2011年4月5日、申请号为201180041118.3的发明专利申请
“发光二极管”的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种发光二极管(LED)，更具体地讲，涉及一种能够通过减少因形成在LED上部的电极结构造成的光损失来提高光提取效率的LED。
【背景技术】
[0003]目前在诸如全色LED显示装置、LED交通灯和白色LED的各种应用中使用GaN基发光二极管(LED)。近来，已经预期高效白色LED将取代荧光灯。具体地讲，白色LED的效率已达到与典型荧光灯的效率水平相似的水平。
[0004]通常通过在诸如蓝宝石的基底上生长外延层来形成GaN基LED，GaN基LED包括N型半导体层、P型半导体层以及设置在N型半导体层和P型半导体层之间的活性层。同时，N电极焊盘形成在N型半导体层上，而P电极焊盘形成在P型半导体层上。LED通过电极焊盘电连接到外部电源而被驱动。
[0005]通常在诸如蓝宝石的单晶基底上生长GaN基半导体层，并通过芯片分割工艺最终完成单个LED。此时，由于沿单晶基底的晶面分割单晶基底，所以其通常具有矩形形状。通常，最终的LED中的基底的形状限定了发光结构的形状，例如，台面(mesa)的形状、电极焊盘的形状和从电极焊盘延伸出的延伸部分的形状。例如，在第6650018号美国专利中已经公开了为了增强电流扩散而从电极接触部分延伸出的延伸部分，这些延伸部分典型地沿着矩形形状的矩形边缘呈直线延伸。
[0006]通过使用从电极焊盘延伸出的延伸部分，能够改善LED中的电流扩散的效果，从而提高LED的效率。然而，由于将例如Cr的反射性能差的材料用作电极焊盘和从其延伸出的延伸部分的下部结构，所以因在延伸部分和/或电极焊盘的下部处的光吸收而存在大量的光损失。所述光损失是阻碍LED的光提取效率提高的主要因素。虽然已进行了许多研究来通过减小具有延伸部分的电极图案的总面积来减少光损失，但减小电极图案的总面积会对LED的电流扩散效果产生负面影响。具体地讲，其会难以实现大面积LED芯片。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]本发明的目的在于提供一种发光二极管(LED)，通过将因在LED的上部处的电极结构和/或其材料造成的光损失最小化，该LED不仅能够提高电流扩散特性而且能够提高LED的光提取效率。
[0009]技术方案
[0010]根据本发明的一方面，提供一种发光二极管(LED)，该LED包括发光堆叠结构以及在发光堆叠结构上形成为具有图案的电极结构。电极结构包括:反射体的集群，在发光堆叠结构上沿所述图案设置；以及焊盘材料层，形成为完全地覆盖反射体。
[0011]在一个实施例中，电极结构可以包括延伸部分和电极焊盘，延伸部分和电极焊盘包括焊盘材料层；延伸部分可以以线状图案从电极焊盘延伸出；反射体的集群可以具有沿延伸部分的线状图案形成的点图案反射体。此外，反射体的集群还可以具有形成在电极焊盘下面的焊盘型反射体。
[0012]在一个实施例中，焊盘材料层可以具有直接覆盖反射体的接触材料层以及位于焊盘材料层的最上部的键合材料层。此时，接触材料层优选地可以包括Cr，而键合材料层优选地可以包括Au。这里，优选的是，反射体由反射率比接触材料层的反射率高的材料形成。更优选地，反射体由反射率比接触材料层的反射率高且绝缘性比接触材料层的绝缘性高的材料形成。反射体可以由分布式布拉格反射器(DBR)形成。
[0013]在一个实施例中，发光堆叠结构可以包括p型区域，在p型区域中，透明电极层向P型区域的上部暴露，电极结构可以被构造成使得反射体邻近透明电极层的顶表面。
[0014]在一个实施例中，发光堆叠结构可以包括η型区域，在η型区域中，η型半导体层向η型区域的上部暴露，电极结构可以被构造成使得反射体邻近η型半导体层的暴露的顶表面。
[0015]发光堆叠结构可以包括ρ型区域和η型区域，在ρ型区域中，透明电极层向ρ型区域的上部暴露，在η型区域中，η型半导体层向η型区域的上部暴露；电极结构可以分别形成在Ρ型区域和η型区域中。在ρ型区域中，电极结构可以被构造成使得反射体邻近透明电极层的顶表面。在η型区域中，电极结构可以被构造成使得反射体邻近η型半导体层的暴露的顶表面。
[0016]发光堆叠结构可以包括III族氮化物基半导体层，并且还可以包括透明电极层。
[0017]根据本发明的另一方面，提供了一种LED，该LED包括:发光堆叠结构，包括下接触层和位于下接触层上的台面结构；第一电极结构，位于下接触层上；以及第二电极结构，位于台面结构上，其中，第一电极结构和第二电极结构中的至少一个包括形成在其下部并沿图案布置的反射体的集群。
[0018]在一个实施例中，第一电极结构可以包括第一电极焊盘和从第一电极焊盘延伸出的一个或多个延伸部分；第二电极结构可以包括第二电极焊盘和从第二电极焊盘延伸出的一个或多个延伸部分；反射体的集群可以包括形成在第一电极焊盘或第二电极焊盘下面的焊盘型反射体以及形成在第一电极结构或第二电极结构的延伸部分下面的点图案反射体。
[0019]在一个实施例中，下接触层可以具有第一边缘、与第一边缘相对的第二边缘、将第一边缘和第二边缘相互连接的第三边缘以及与第三边缘相对的第四边缘；第一电极焊盘可以设置在第一边缘的附近，第二电极焊盘可以设置在第二边缘的附近。
[0020]这里，术语“第一边缘的附近”表示与第二边缘相比更接近第一边缘，术语“第二边缘的附近”表示与第一边缘相比接近第二边缘。术语“向第一(或第二)边缘延伸”表示延伸部分的每个点延伸以接近第一(或第二)边缘。
[0021]在一个实施例中，第一电极结构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从第一电极焊盘向第二边缘延伸，且第一下延伸部分和第二下延伸部分的端部比邻近第一电极焊盘的开始部分彼此间分得更开；第二电极结构可以包括从第二电极焊盘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为分别围绕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间的区域延伸。
[0022]在一个实施例中，下接触层可以是η型半导体，台面结构的最上层可以是形成在ρ型半导体层上的透明电极层；第一电极结构中的反射体可以形成为与η型半导体层的暴露的上部邻近；第二电极结构中的反射体可以形成为与透明电极层的上部邻近。
[0023]在一个实施例中，第一电极结构可以包括构成第一电极焊盘和从第一电极焊盘延伸出的延伸部分的焊盘材料层，第二电极结构可以包括构成第二电极焊盘和从第二电极焊盘延伸出的延伸部分的焊盘材料层，每个焊盘材料层在与反射体邻近的部分处的材料的反射率可低于反射体的反射率。
[0024]有益效果
[0025]根据本发明，具有反射体的集群的发光二极管(LED)的电极结构可以使得因在LED的上部的电极焊盘和电极焊盘的延伸部分的光吸收造成的光损失减少，从而非常有助于提高光提取效率。具体地讲，当将光吸收率较高的诸如Cr的材料插在电极焊盘或电极焊盘的延伸部分的下面时，本发明非常有效。此外，将绝缘材料，具体地，绝缘的分布式布拉格反射器(DBR)用作根据本发明的反射体，从而能够防止电流拥挤效应并能够在LED的整个区域均匀地扩散电流。
【附图说明】
[0026]图