能增进横向电流扩散并拥有双反射表面的led芯片电极结构的制作方法
【专利摘要】能增进横向电流扩散并拥有双反射表面的LED芯片电极结构，涉及LED芯片的生产技术领域。本实用新型包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层、第一Al层、至少一对TiN/Pt层、Au层、第二Al层和TiN外层组成的梯形结构电极扩展条。本实用新型的电极结构可以增加电流的横向扩散，并且达到光的多面反射的效果。
【专利说明】
能増进横向电流扩散并拥有双反射表面的LED芯片电极结构
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及LED芯片的生产技术领域。
【背景技术】
[0002]常规的GaN-LED电极结构有Cr/Pt/Au和Cr/Al/Ti/Pt/Ti/Pt/Au两种结构，第一种结构采用的金属对光的反射率都不是很高，且还有一定的吸光，由此LED的取光效果不是很好。第二种结构采用Al的单面反射(电极的底部对光有一定的反射效果)，但是其上面以及侧面对光的反射效果不好。另外，这两种电极结构都采用纯金属堆积结构，其纵向(垂直于电极结构方向)的导电效果较好，不利于电流的横向扩散(平行于电极方向)。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种LED电极结构。
[0004]本实用新型目的在于设计一种电极结构，以增加电流的横向扩散，并且达到光的多面反射效果。
[0005]本实用新型包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层、第一Al层、至少一对TiN/Pt层、Au层、第二 Al层和TiN外层组成的梯形结构电极扩展条。
[0006]本实用新型的有益效果是:
[0007]1、由于电流的垂直走向受到电阻率较低的TiN层的阻挡，会促进电流在金属层的横向扩散。两层TiN/Pt结构的电流阻挡已能达到一定的电流扩散促进作用。如果电极扩展条较长或者需要更大的电流扩散效果，能够增加TiN/Pt的对数。此种电极结构设计能够促进电流在电极以及电极扩展条上的扩散。
[0008]2、从有源层点发出的光，入射到电极或者电极扩展条底部，能被双反射电极中的第一 Al层反射，最终成为出射光。从有源层点发出的侧向光，入射到电极或者电极扩展条侧面，能被双反射电极中的第二 Al层反射，最终成为出射光。此双反射的电极结构能够增加LED的出光效率。
[0009]因此，本实用新型的电极结构可以增加电流的横向扩散，并且达到光的多面反射的效果。
[0010]另外，本实用新型Cr层设计很薄，为10?50埃，其作用是增加电极黏附性，使金属电极与GaN形成欧姆接触。
[0011]第一Al层厚度为1000?5000埃，其紧挨Cr层设计，能将传输到P、N电极底部的光反射回芯片内部，被反射回的光最终又从芯片内部反射出来，从而提高取光效率。
[0012]紧接着是两对TiN/Pt层，各TiN/Pt层中TiN的厚度为500?2000埃，Pt的厚度为500?2000埃，采用电流阻挡层/导电层交替设计，其中TiN的导电率会比Pt等其他金属低一到两个数量级，其目的一是减缓电流的垂直注入，增加电流的横向扩散，使电流较容易从电极扩散至电极扩展条尾部，增加电流分布的均匀性，提高电流注入效率，最终提高外量子效率。其目的二在于阻挡第一Al层向上扩散，TiN和Pt都是较好的原子扩散阻挡层。
[0013]Au层为电极的主体，具有较高的厚度:5000?20000埃，其目的一是为了配合封装打线，其目的二是为了增加电流的横向扩散。
[0014]在Au层上面的第二Al层，能将传输到P、N电极侧面(特别是N电极以及电极扩展条)的光直接反射出光，提高取光效率。
[0015]最上面层的TiN外层设计是为了防止第二Al层的扩散氧化。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图2为本实用新型电极结构应用于常规的平行电极结构的设计图。
[0018]图3为本实用新型电极结构应用于在MESA由N电极扩展条包裹的情况下的设计图。
[0019]图4为本实用新型的电流扩散原理图。
[0020]图5为本实用新型的出光原理图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本实用新型包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层1、第一Al层2、第一对TiN/Pt层3、第二对TiN/Pt层4、Au层5、第二 Al层6和TiN外层7组成的梯形结构电极扩展条。
[0022]其中，Cr层的厚度为10?50埃。
[0023]第一 Al层的厚度为1000?5000埃。
[0024]每对TiN/Pt层中，TiN的厚度为500?2000埃，Pt的厚度为500?2000埃。
[0025]Au层的厚度为5000?20000埃。
[0026]本实用新型电极结构应用于常规的平行电极结构设计如图2所示。
[0027]本实用新型电极结构应用于在MESA由N电极扩展条包裹的情况下的设计如图3所示。其双反射效果更佳，在芯片较大的情况下，电极手指将会更长，这种电极结构将会拥有更好的横向电流扩散效果。
[0028]如图4所示，由于电流的垂直走向受到电阻率较低的TiN层的阻挡，会促进电流在金属层的横向扩散。两层TiN/Pt结构的电流阻挡已能达到一定的电流扩散促进作用。如果电极扩展条较长或者需要更大的电流扩散效果，能够增加TiN/Pt的对数。此种电极结构设计能够促进电流在电极以及电极扩展条上的扩散。
[0029]如图5所示，从有源层点A发出的光，入射到电极或者电极扩展条底部，能被双反射电极中的第一 AL层反射，最终成为出射光。从有源层点B发出的侧向光，入射到电极或者电极扩展条侧面，能被双反射电极中的第二 Al层反射，最终成为出射光。此双反射的电极结构能够增加LED的出光效率。
【主权项】
1.能增进横向电流扩散并拥有双反射表面的LED芯片电极结构，其特征在于:包括在GaN层的表层向上依次包覆式设置由Cr层、第一 Al层、至少一对TiN/Pt层、Au层、第二 Al层和TiN外层组成的梯形结构电极扩展条。2.根据权利要求1所述LED芯片电极结构，其特征在于:所述TiN/Pt层为两对。3.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构，其特征在于:所述Cr层的厚度为10?50埃。4.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构，其特征在于:所述第一Al层的厚度为1000?5000埃。5.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构，其特征在于:所述每对TiN/Pt层中，TiN的厚度为500?2000埃，Pt的厚度为500?2000埃。6.根据权利要求1或2所述LED芯片电极结构，其特征在于:所述Au层的厚度为5000?20000埃。
【文档编号】H01L33/40GK205428991SQ201620103259
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】陈亮, 李俊贤, 吴奇隆, 魏振东, 刘英策, 李小平, 邬新根, 黄新茂, 蔡立鹤, 吕奇孟, 陈凯轩, 张永, 林志伟, 姜伟, 卓祥景, 方天足
【申请人】厦门乾照光电股份有限公司