本發(fā)明涉及l(fā)ed制造領(lǐng)域，特別涉及一種弧線形n電極及垂直結(jié)構(gòu)led芯片。

背景技術(shù)：

隨著led在照明領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，市場對白光led光效的要求越來越高，gan基垂直結(jié)構(gòu)led具有良好的散熱能力，能夠承受大電流注入，這樣一個(gè)垂直結(jié)構(gòu)led芯片可以相當(dāng)于幾個(gè)正裝結(jié)構(gòu)芯片，折合成本只有正裝結(jié)構(gòu)的幾分之一。因此，gan基垂直結(jié)構(gòu)led是市場所向，是半導(dǎo)體照明發(fā)展的必然趨勢。與傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)led相比，垂直結(jié)構(gòu)led具有許多優(yōu)點(diǎn)：垂直結(jié)構(gòu)led兩個(gè)電極分別在led的兩側(cè)，電流幾乎全部垂直流過外延層，沒有橫向流動(dòng)的電流，電流分布均勻，產(chǎn)生的熱量減少；采用鍵合與剝離的方法將導(dǎo)熱不好的藍(lán)寶石襯底去除，換成導(dǎo)電性好并且具有高熱導(dǎo)率的襯底，可有效地散熱；n-gan層為出光面，該層具有一定的厚度，便于制作表面微結(jié)構(gòu)，以提高光提取效率?？傊?，與傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)相比，垂直結(jié)構(gòu)在出光、散熱等方面具有明顯的優(yōu)勢。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展，led的內(nèi)部量子效率能達(dá)到90％以上，而外部量子效率的提高并不顯著，受到諸多因素的影響，如led結(jié)構(gòu)，電極形狀，電極材料，電流擴(kuò)展層厚度等，成為制約led發(fā)光效率提高的主導(dǎo)因素。相對于其他提高led亮度的方法(如高反射膜，襯底剝離，表面粗化等)而言，最易操作的是對芯片的電極形狀進(jìn)行優(yōu)化，電極形狀對光輸出影響很大，如果電流擴(kuò)散不充分、不均勻，會(huì)導(dǎo)致出光減少，通過合理設(shè)計(jì)電極的形狀可以提高led的發(fā)光效率。

理論上，在離電極越遠(yuǎn)的地方，電流越小，亮度越低。對于現(xiàn)有垂直電極結(jié)構(gòu)技術(shù)，傳統(tǒng)認(rèn)為電極形狀為“十”字形或“米”字形狀的led芯片的i-v性能最好。但“十”字形或“米”字形電極在芯片中心部分，由于電極比較集中，電流也相對比較集中，這樣導(dǎo)致led電流分布不夠均勻，尤其是到臺(tái)面的邊緣部分，電流分布極不均勻，使得邊緣部分的亮度很小。在中心圓形電極周圍及插指附近，電流擁擠，在芯片邊緣部分，電流小。電流趨勢從中間到邊緣越來越小，亮度也是越來越弱。

一般在制作垂直結(jié)構(gòu)led時(shí)，通常使用金屬銀作為反射層，但是由于ag的易擴(kuò)散，會(huì)制作一層電流阻擋層(barrier)包裹住反射層，每一個(gè)芯片周圍會(huì)有大概5μm～10μm區(qū)域沒有反射層(如圖1)，在圖1中，反射層20被電流阻擋層10包圍，由于反射層20用于反射光線，而阻擋層10由于材料限制，反射光線極弱，導(dǎo)致該區(qū)域反射光線會(huì)有很大部分損失，而在蒸鍍上一般的“十”字形或“米”字形n電極后，此區(qū)域電流分布也不均勻，對出光貢獻(xiàn)也大大減小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種弧線形n電極，很大程度上改善了傳統(tǒng)米字型、十字型n電極電流分布不均，吸光嚴(yán)重的問題。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種垂直結(jié)構(gòu)led芯片，克服了橫向結(jié)構(gòu)led芯片的電流擁擠的缺點(diǎn)，極大的改善了電流在芯片內(nèi)傳輸?shù)木鶆蛐浴?/p>

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種弧線形n電極，包括插指和焊盤；所述焊盤為長方形；所述插指由中心區(qū)域插指及邊緣多邊形插指組成；

所述邊緣多邊形插指同時(shí)為左右對稱結(jié)構(gòu)、上下對稱結(jié)構(gòu)；

所述焊盤和中心區(qū)域插指位于邊緣多邊形插指內(nèi)部，均為左右對稱結(jié)構(gòu)，對稱軸為邊緣多邊形插指的左右對稱軸；所述中心區(qū)域插指的頂端與焊盤相接，并與焊盤長邊垂直，底端與邊緣多邊形插指相接；

所述中心區(qū)域插指包括弧線形插指和垂直插指；所述垂直插指位于邊緣多邊形插指的左右對稱軸上。

所述中心區(qū)域插指由兩根垂直插指及一個(gè)圓環(huán)插指組成，所述圓環(huán)插指關(guān)于邊緣多邊形插指的左右對稱軸對稱；第一垂直插指連接圓環(huán)插指和焊盤；第二垂直插指連接圓環(huán)插指和邊緣多邊形插指。

所述圓環(huán)插指的半徑范圍是150um-250um。

所述中心區(qū)域插指由一根垂直插指及一條曲線插指組成；所述垂直插指連接曲線插指和焊盤；所述曲線插指與邊緣多邊形插指相接；所述曲線插指為一條開口向下的拋物線。

所述拋物線的方程是為y²＝kx，其中，0.5<k<2。

所述插指的寬度范圍為4μm～11μm；所述焊盤的長邊邊長范圍是50μm-100μm,短邊邊長范圍是30um-80um。

一種垂直結(jié)構(gòu)led芯片，包括所述的弧線形n電極。

所述的垂直結(jié)構(gòu)led芯片，由下至上依次包括p電極層、反射層、電流阻擋層、外延層及弧線形n電極，所述電流阻擋層的形狀與弧線形n電極的形狀構(gòu)成相似圖形，所述流阻擋層的尺寸比弧線形n電極的尺寸大18％～25％；所述外延層由下至上依次包括p-gan、量子阱和n-gan。

所述p電極層由下至上依次包括種子層、鍵合層、摻雜硅襯底層、防氧化層。

所述電流阻擋層的制備方法如下：

利用pecvd在p-gan表面先生長一層sio2，再勻一層正性光刻膠，用正膠光刻板曝光與弧線形n電極圖案垂直投影區(qū)域相對應(yīng)部分的光刻膠，用boe溶液洗掉曝光區(qū)的sio2，以光刻膠為掩膜，使用icp對曝光區(qū)域的gan進(jìn)行o2plasma表面轟擊微處理，再使用全自動(dòng)去膠機(jī)去除剩余光刻膠，再在處理過的表面進(jìn)行反射鏡，保護(hù)層等一系列金屬層的生長，反射鏡與p-gan形成微處理過的區(qū)域形成肖特基接觸，形成高勢壘區(qū)，形成電流阻擋層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)本發(fā)明的弧線形n電極，很大程度上改善了傳統(tǒng)米字型、十字型n電極電流分布不均，吸光嚴(yán)重的問題?；【€形中心區(qū)域簡化了米字型和十字型圖案的復(fù)雜性，電極中心區(qū)域的主要部分置于邊緣，改善了電極的吸光問題；同時(shí)邊緣多邊形插指解決了十字型或米字型電極邊緣部分電流較弱，分布較少的問題。

(2)本發(fā)明的垂直結(jié)構(gòu)led芯片克服了橫向結(jié)構(gòu)led芯片的電流擁擠的缺點(diǎn)，極大的改善了電流在芯片內(nèi)傳輸?shù)木鶆蛐浴?/p>

(3)本發(fā)明利用icp刻蝕p型gan部分區(qū)域接觸形成肖特勢壘高阻區(qū)，進(jìn)而形成電流阻擋層的方法。在與n電極對應(yīng)的垂直投影區(qū)域形成電流阻擋層的方法，代替了直接在n電極下方沉積sio2作為電流阻擋層的方法，使電流更加充分的利用，更加充分的擴(kuò)散到整個(gè)芯片。

(4)本發(fā)明采用金屬電極保護(hù)層替代sio2防止ag反射鏡的擴(kuò)散和氧化，并且反射光的能力大為增強(qiáng)，減小保護(hù)層對ag反射鏡反射效率的影響。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中p電極層包圍反射層的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1的弧線形n電極的示意圖。

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1垂直結(jié)構(gòu)led芯片的截面示意圖。

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例2的弧線形n電極的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

如圖2所示，本實(shí)施例的弧線形n電極，包括插指和焊盤11；所述焊盤為長方形；所述插指由中心區(qū)域插指及邊緣多邊形插指12組成；所述邊緣多邊形插指12為正方形；所述焊盤和中心區(qū)域插指位于邊緣多邊形插指內(nèi)部，均為左右對稱結(jié)構(gòu)，對稱軸為邊緣多邊形插指的左右對稱軸；所述中心區(qū)域插指的頂端與焊盤相接，并與焊盤長邊垂直，底端與邊緣多邊形插指相接。

所述中心區(qū)域插指由第一垂直插指13、第二垂直插指15和一根圓環(huán)形插指14組成。所述圓環(huán)插指關(guān)于邊緣多邊形插指的左右對稱軸對稱；第一垂直插、第二垂直插位于邊緣多邊形插指的左右對稱軸上；第一垂直插指連接圓環(huán)插指和焊盤；第二垂直插指連接圓環(huán)插指和邊緣多邊形插指。

本實(shí)施例的插指的寬度范圍可為4μm～11μm；所述焊盤的長邊邊長范圍是50μm-100μm,短邊邊長范圍是30um-80um；所述圓環(huán)形插指的半徑范圍是150um-250um；所述n電極的材質(zhì)為al、ti、au、ni或類似金屬的一種或多種。

如圖3所示，本實(shí)施例的垂直結(jié)構(gòu)led芯片，由下至上依次包括p電極保護(hù)層100、反射層110、電流阻擋層120、外延層130及弧線形n電極140，所述電流阻擋層120的形狀與弧線形n電極140的形狀構(gòu)成相似圖形，所述流阻擋層120的尺寸比弧線形n電極140的尺寸大18％～25％。其中，所述外延層由下至上依次包括p-gan131、量子阱132和n-gan133。所述p電極保護(hù)層由下至上依次包括種子層、鍵合層、摻雜硅襯底層、防氧化層。

本實(shí)施例的電流阻擋層的制備方法如下：

利用pecvd在p-gan表面先生長一層sio2，再勻一層正性光刻膠，用正膠光刻板曝光與弧線形n電極圖案垂直投影區(qū)域相對應(yīng)部分的光刻膠,用boe溶液洗掉曝光區(qū)的sio2，以光刻膠為掩膜，使用icp對曝光區(qū)域的gan進(jìn)行o2plasma表面轟擊微處理，再使用全自動(dòng)去膠機(jī)去除剩余光刻膠，再在處理過的表面進(jìn)行反射鏡，保護(hù)層等一系列金屬層的生長，反射鏡與p-gan形成微處理過的區(qū)域形成肖特基接觸，形成高勢壘區(qū)，形成電流阻擋層。

在本實(shí)施例中，邊緣多邊形插指能夠使電流在n-gan面分布的更加均勻，提高發(fā)光和發(fā)熱，增加led芯片的發(fā)光效率，此外，由于圓環(huán)形插指形成在反光較強(qiáng)的電極保護(hù)層的正上方，不會(huì)降低較多的反射鏡的反射效率。

實(shí)施例2

如圖4所示，本實(shí)施例的弧線形n電極，包括插指和焊盤11；所述焊盤為長方形；所述插指由中心區(qū)域插指及邊緣多邊形插指12組成；所述邊緣多邊形插指12為正方形；所述焊盤和中心區(qū)域插指位于邊緣多邊形插指內(nèi)部，均為左右對稱結(jié)構(gòu)，對稱軸為邊緣多邊形插指的左右對稱軸；所述中心區(qū)域插指的頂端與焊盤相接,并與焊盤長邊垂直，底端與邊緣多邊形插指相接。

所述中心區(qū)域插指由一根垂直插指23和一根拋物線插指24組成。所述垂直插指位于邊緣多邊形插指的左右對稱軸上，所述垂直插指連接拋物線插指插指和焊盤；所述拋物線插指與邊緣多邊形插指相接。

本實(shí)施例的插指的寬度范圍可為4μm～11μm；所述焊盤的長邊邊長范圍是50μm-100μm,短邊邊長范圍是30um-80um；所述酒杯形插指的圖形是曲線是拋物線y²＝kx(0.5<k<2)；所述n電極的材質(zhì)為al、ti、au、ni或類似金屬的一種或多種。

本實(shí)施例的垂直結(jié)構(gòu)led芯片，由下至上依次包括p電極保護(hù)層、反射層、電流阻擋層、外延層及弧線形n電極，所述電流阻擋層的形狀與酒杯形n電極的形狀構(gòu)成相似圖形，所述流阻擋層的尺寸比酒杯形n電極的尺寸大18％～25％。其中，所述外延層由下至上依次包括p-gan、量子阱和n-gan。所述p電極保護(hù)層由下至上依次包括種子層、鍵合層、摻雜硅襯底層、防氧化層。

本實(shí)施例的電流阻擋層的制備方法如下：

利用pecvd在p-gan表面先生長一層sio2，再勻一層正性光刻膠，用正膠光刻板曝光與弧線形n電極圖案垂直投影區(qū)域相對應(yīng)部分的光刻膠，用boe溶液洗掉曝光區(qū)的sio2，以光刻膠為掩膜，使用icp對曝光區(qū)域的gan進(jìn)行o2plasma表面轟擊微處理，再使用全自動(dòng)去膠機(jī)去除剩余光刻膠，再在處理過的表面進(jìn)行反射鏡，保護(hù)層等一系列金屬層的生長，反射鏡與p-gan形成微處理過的區(qū)域形成肖特基接觸，形成高勢壘區(qū)，形成電流阻擋層。

在本實(shí)施例中，邊緣多邊形插指能夠使電流在n-gan面分布的更加均勻，提高發(fā)光和發(fā)熱，增加led芯片的發(fā)光效率，此外，由于拋物線插指形成在反光較強(qiáng)的電極保護(hù)層的正上方，不會(huì)降低較多的反射鏡的反射效率。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。