能增進(jìn)橫向電流擴(kuò)散并擁有雙反射表面的led芯片電極結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及LED芯片的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的GaN-LED電極結(jié)構(gòu)有Cr/Pt/Au和Cr/Al/Ti/Pt/Ti/Pt/Au兩種結(jié)構(gòu)，第一種結(jié)構(gòu)采用的金屬對(duì)光的反射率都不是很高，且還有一定的吸光，由此LED的取光效果不是很好。第二種結(jié)構(gòu)采用Al的單面反射(電極的底部對(duì)光有一定的反射效果)，但是其上面以及側(cè)面對(duì)光的反射效果不好。另外，這兩種電極結(jié)構(gòu)都采用純金屬堆積結(jié)構(gòu)，其縱向(垂直于電極結(jié)構(gòu)方向)的導(dǎo)電效果較好，不利于電流的橫向擴(kuò)散(平行于電極方向)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種LED電極結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種電極結(jié)構(gòu)，以增加電流的橫向擴(kuò)散，并且達(dá)到光的多面反射效果。
[0005]本發(fā)明包括在GaN層的表層向上依次包覆式設(shè)置由Cr層、第一Al層、至少一對(duì)TiN/Pt層、Au層、第二 Al層和TiN外層組成的梯形結(jié)構(gòu)電極擴(kuò)展條。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
1、由于電流的垂直走向受到電阻率較低的TiN層的阻擋，會(huì)促進(jìn)電流在金屬層的橫向擴(kuò)散。兩層TiN/Pt結(jié)構(gòu)的電流阻擋已能達(dá)到一定的電流擴(kuò)散促進(jìn)作用。如果電極擴(kuò)展條較長(zhǎng)或者需要更大的電流擴(kuò)散效果，能夠增加TiN/Pt的對(duì)數(shù)。此種電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)電流在電極以及電極擴(kuò)展條上的擴(kuò)散。
[0007]2、從有源層點(diǎn)發(fā)出的光，入射到電極或者電極擴(kuò)展條底部，能被雙反射電極中的第一 Al層反射，最終成為出射光。從有源層點(diǎn)發(fā)出的側(cè)向光，入射到電極或者電極擴(kuò)展條側(cè)面，能被雙反射電極中的第二 Al層反射，最終成為出射光。此雙反射的電極結(jié)構(gòu)能夠增加LED的出光效率。
[0008]因此，本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)可以增加電流的橫向擴(kuò)散，并且達(dá)到光的多面反射的效果O
[0009]另外，本發(fā)明Cr層設(shè)計(jì)很薄，為10?50埃，其作用是增加電極黏附性，使金屬電極與GaN形成歐姆接觸。
[0010]第一Al層厚度為1000?5000埃，其緊挨Cr層設(shè)計(jì)，能將傳輸?shù)絇、N電極底部的光反射回芯片內(nèi)部，被反射回的光最終又從芯片內(nèi)部反射出來，從而提高取光效率。
[0011]緊接著是兩對(duì)TiN/Pt層，各TiN/Pt層中TiN的厚度為500?2000埃，Pt的厚度為500?2000埃，采用電流阻擋層/導(dǎo)電層交替設(shè)計(jì)，其中TiN的導(dǎo)電率會(huì)比Pt等其他金屬低一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)，其目的一是減緩電流的垂直注入，增加電流的橫向擴(kuò)散，使電流較容易從電極擴(kuò)散至電極擴(kuò)展條尾部，增加電流分布的均勻性，提高電流注入效率，最終提高外量子效率。其目的二在于阻擋第一Al層向上擴(kuò)散，TiN和Pt都是較好的原子擴(kuò)散阻擋層。
[0012]Au層為電極的主體，具有較高的厚度:5000?20000埃，其目的一是為了配合封裝打線，其目的二是為了增加電流的橫向擴(kuò)散。
[0013]在Au層上面的第二Al層，能將傳輸?shù)絇、N電極側(cè)面(特別是N電極以及電極擴(kuò)展條)的光直接反射出光，提高取光效率。
[0014]最上面層的TiN外層設(shè)計(jì)是為了防止第二Al層的擴(kuò)散氧化。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)應(yīng)用于常規(guī)的平行電極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖。
[0017]圖3為本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)應(yīng)用于在MESA由N電極擴(kuò)展條包裹的情況下的設(shè)計(jì)圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的電流擴(kuò)散原理圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的出光原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明包括在GaN層的表層向上依次包覆式設(shè)置由Cr層1、第一Al層2、第一對(duì)TiN/Pt層3、第二對(duì)TiN/Pt層4、Au層5、第二Al層6和TiN外層7組成的梯形結(jié)構(gòu)電極擴(kuò)展條。
[0021]其中，Cr層的厚度為10?50埃。
[0022]第一 Al層的厚度為1000?5000埃。
[0023]每對(duì)TiN/Pt層中，TiN的厚度為500?2000埃，Pt的厚度為500?2000埃。
[0024]Au層的厚度為5000?20000埃。
[0025]本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)應(yīng)用于常規(guī)的平行電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。
[0026]本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)應(yīng)用于在MESA由N電極擴(kuò)展條包裹的情況下的設(shè)計(jì)如圖3所示。其雙反射效果更佳，在芯片較大的情況下，電極手指將會(huì)更長(zhǎng)，這種電極結(jié)構(gòu)將會(huì)擁有更好的橫向電流擴(kuò)散效果。
[0027]如圖4所示，由于電流的垂直走向受到電阻率較低的TiN層的阻擋，會(huì)促進(jìn)電流在金屬層的橫向擴(kuò)散。兩層TiN/Pt結(jié)構(gòu)的電流阻擋已能達(dá)到一定的電流擴(kuò)散促進(jìn)作用。如果電極擴(kuò)展條較長(zhǎng)或者需要更大的電流擴(kuò)散效果，能夠增加TiN/Pt的對(duì)數(shù)。此種電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)電流在電極以及電極擴(kuò)展條上的擴(kuò)散。
[0028]如圖5所示，從有源層點(diǎn)A發(fā)出的光，入射到電極或者電極擴(kuò)展條底部，能被雙反射電極中的第一 AL層反射，最終成為出射光。從有源層點(diǎn)B發(fā)出的側(cè)向光，入射到電極或者電極擴(kuò)展條側(cè)面，能被雙反射電極中的第二 Al層反射，最終成為出射光。此雙反射的電極結(jié)構(gòu)能夠增加LED的出光效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.能增進(jìn)橫向電流擴(kuò)散并擁有雙反射表面的LED芯片電極結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括在GaN層的表層向上依次包覆式設(shè)置由Cr層、第一 Al層、至少一對(duì)TiN/Pt層、Au層、第二 Al層和TiN外層組成的梯形結(jié)構(gòu)電極擴(kuò)展條。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED芯片電極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述TiN/Pt層為兩對(duì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述LED芯片電極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述Cr層的厚度為10?50埃。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述LED芯片電極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一Al層的厚度為1000?5000埃。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述LED芯片電極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述每對(duì)TiN/Pt層中，TiN的厚度為500?2000埃，Pt的厚度為500?2000埃。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述LED芯片電極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述Au層的厚度為5000?20000埃。
【專利摘要】能增進(jìn)橫向電流擴(kuò)散并擁有雙反射表面的LED芯片電極結(jié)構(gòu)，涉及LED芯片的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括在GaN層的表層向上依次包覆式設(shè)置由Cr層、第一Al層、至少一對(duì)TiN/Pt層、Au層、第二Al層和TiN外層組成的梯形結(jié)構(gòu)電極擴(kuò)展條。本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)可以增加電流的橫向擴(kuò)散，并且達(dá)到光的多面反射的效果。
【IPC分類】H01L33/40
【公開號(hào)】CN105552191
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610071720
【發(fā)明人】陳亮, 李俊賢, 吳奇隆, 魏振東, 劉英策, 李小平, 鄔新根, 黃新茂, 蔡立鶴, 呂奇孟, 陳凱軒, 張永, 林志偉, 姜偉, 卓祥景, 方天足
【申請(qǐng)人】廈門乾照光電股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日