[发明专利]具有电流扩展结构的氮化镓基发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管，更具体地是具有电流扩展结构的氮化镓基发光二极管。

背景技术

LED发光二极管是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED具有无污染、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易小型化等优点，被视为“绿色照明光源”的明日之星。为了提高LED发光二极管的出光效率，人们想了许多办法。比如，当前市场上出现了许多亮度较高的ITO芯片的LED，GaN 基白光LED中如果用ITO替代Ni/Au作为P型电极芯片的亮度要比采用通用电极的芯片高20％~30％。在众多可作为透明电极（TCL）的材料中，诸如：氧化铟锡（ITO）、氧化镉锡（CTO）、氧化铟（InO）和氧化锌（ZnO）等，均可使用于提高电流分散效果，其中ITO（Indium Tin Oxide 氧化铟锡）是被最广泛应用的一种，ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜, 通常有两个性能指标: 电阻率和透光率，由于ITO可同时具有低电阻率及高光穿透率的特性，符合了导电性及透光性良好的要求。与其它透明的半导体导电薄膜相比，ITO具有良好的化学稳定性和热稳定性。对衬底具有良好的附着性和图形加工特性。

图案化电极是另一种常用来改善电流扩展效应的方法。此方法是将电极自接点向外延伸、P与N电极彼此交叉错合、或于接点周围形成点状、网状电极或其他图案以期电流可以透过此图案化电极均匀分散至PN结。为形成图案化电极，通常需要将电极材料覆盖于更多发光二极管的上表面。但是，图案化电极使用的材料通常为遮光金属，因此会大幅影响发光二极管的发光效率。

专利申请号为CN200710091743.4的发明专利申请公开了一种具有叠合透明电极的半导体发光装置。该申请涉及一种半导体发光装置，包含衬底、位于衬底上方并具有远离衬底的第一表面的半导体外延层、位于第一表面上方的第一透光导电层、及位于第一透光导电层上方的第二透光导电层，其中第二透光导电层的第二表面的面积小于第一透光导电层的第一表面的面积。该发明提出采用透明电极作为电流扩展条，虽然可以增进电流分散的效果，减少电极遮光，增加出光亮度，但是容易造成LED芯片电压（Vf）高的后果，因此目前业内仍然主要采用Au金属或Au合金作为电流扩散的材料。

发明内容

为解决上述发光二极管的所存在的问题，本发明旨在提供一种具有电流扩展结构的氮化镓基发光二极管。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有电流扩展结构的氮化镓基发光二极管，所述LED结构包含衬底、位于衬底之上的发光外延层、位于发光外延层之上的电流扩展结构，且所述电流扩展结构包含透明电极扩展条及附在透明电极扩展条侧壁的金属电极扩展条。本发明采用该电流扩展结构，不仅可以改善电流扩展效果，减少电极遮光，增加出光效率，还可以起到避免电压（Vf）高的作用。

根据本发明，优选的是，所述发光外延层之上还可以先形成透明导电层，再形成电流扩展结构。

根据本发明，优选的是，所述金属电极扩展条位于透明电极扩展条的单侧壁或者双侧壁。

根据本发明，优选的是，所述衬底选用蓝宝石（Al₂O₃）、碳化硅（SiC）、硅（Si）、氮化镓（GaN）中的一种或其组合。

根据本发明，优选的是，所述发光外延层包括N-GaN层、发光层和P-GaN层。

根据本发明，优选的是，所述透明导电层选用氧化铟锡（ITO）、氧化锌（ZnO）、氧化镉锡（CTO）、氧化铟（InO）、铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）、铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）、镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO）中的一种或其组合。

根据本发明，优选的是，所述透明电极扩展条选用氧化铟锡（ITO）、氧化锌（ZnO）、氧化镉锡（CTO）、氧化铟（InO）、铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）、铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）、镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO）中的一种或其组合。

根据本发明，优选的是，所述金属扩展条选用金（Au）或镍金合金（Ni/Au）或铬金合金（Cr/Au）或铬铂金合金（Cr/Pt/Au）。

根据本发明，优选的是，所述透明电极扩展条的厚度为0.001~2um。

根据本发明，优选的是，所述金属电极扩展条的厚度为0.001~2um。

根据本发明，优选的是，所述金属电极扩展条的宽度为0.001~0.5um。