一种电压低的半导体LED芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种半导体LED芯片，包括第一电极和第二电极，还包括电流传输层，所述电流传输层设置于第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极与所述第二电极之间形成至少两个电流通道，所述至少两个电流通道的长度相等，所述电流传输层为透明导电材料。本发明专利技术的半导体LED芯片具有降低电压，提高出光效率的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电压低的半导体LED芯片本案是以申请日为2017年02月21日，申请号为201710092326.5，名称为“一种半导体LED芯片”的专利技术专利为母案而进行的分案申请。
本专利技术涉及半导体芯片技术，特别涉及一种半导体LED芯片。
技术介绍
近年来，第Ⅲ族氮化物半导体材料及器件成为人们研究的热点，尤其是氮化物发光二极管(LED)，能被广泛地应用于蓝光发光器件。以氮化镓(GaN)为代表的LED具有出光效率高、耗电量小、发热量低、寿命长、体积小和环保节能等诸多优点，因而具有广泛的应用市场，如汽车照明、背光源、信号照明、大屏幕显示及军事等领域，并随着其技术的不断发展与成熟，LED有望成为新型的第四代照明光源。目前，绝大多数氮化物半导体层都是生长在绝缘的蓝宝石衬底上。作为固态发光元件的LED，其主要结构包括衬底、n型氮化物半导体层、有源层、p型氮化物半导体层。通过ICP刻蚀工艺去除部分p型氮化物半导体层和有源层，以露出n型氮化物半导体层，并在n型和p型氮化物半导体层上分别沉积电极，制作成正装芯片。当注入电流施加于电极上，p型半导体层内的空穴与n型半导体层中的电子分别注入有源层，在有源层复合后发出光并出射。对于传统氮化物发光二极管而言，由于p型氮化物具有较低的导电性使得电流在其内的横向导电性能远低于垂直导电性能，而且电极到有源区的距离是有限的，电流还没来得及横向扩张多远就已经到达有源区，使得有源区发光的区域主要集中在电极下方；另外，对于传统氮化物发光二极管而言，p电极至n电极的路径也并非等距，而电流倾向于流过最短路径或最小距离，因此电流通道过少，造成电流拥挤，扩展不均匀，局部发光较强和局部温度过高，降低了器件的可靠性。例如，说明书附图1是典型的传统氮化物LED芯片的平面图，其中p焊盘为圆形，从焊盘处延伸出指型电极。通过p、n电极注入电流，由于大部分注入的电流倾向于流过最短路径或最小距离，因此，图1中的电流通道只有一个，会造成芯片电压高，电流分布不均匀，出光效率低。因此，电极设计需要合理布局n电极和p电极，以增加电流通道、降低电压、改善电流分布以及提高出光效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种半导体LED芯片，通过改变电极布局，以增加电流通道，并插入电流传输层，以增强电流迁移速率，减轻电流拥挤，从而提高电流扩散效率。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种半导体LED芯片，包括第一电极和第二电极，还包括电流传输层，所述电流传输层设置于第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极与所述第二电极之间形成至少两个电流通道，所述至少两个电流通道的长度相等，所述电流传输层为透明导电材料。本专利技术的有益效果在于：由于电流倾向于通过最短路径传输，在第一电极与所述第二电极之间形成长度相等的至少两个的电流通道，即增加电流通道为两个以上，使电流分布更均匀，以降低芯片电压。采用电导率和热导率高的材料作为电流传输层，用于增强电子迁移速率和热量扩散，进一步减轻电流拥挤效应，进而提高了出光效率。附图说明图1为现有技术中的基于氮化物的半导体LED芯片的平面图；图2为本专利技术实施例一的半导体LED芯片的侧面剖视图；图3为本专利技术实施例一的半导体LED芯片的平面图；图4为本专利技术实施例一的半导体LED芯片的平面图；图5为本专利技术实施例二的半导体LED芯片的平面图；图6为本专利技术实施例三的半导体LED芯片的平面图；标号说明：1、基板；2、第一导电半导体层；3、有源层；4、第二导电半导体层；5、电流传输层；6、导电层；7、第二电极；71、第二焊盘；72、第二电极分支；73、过渡部；8、第一电极；81、第一焊盘；82、第一电极分支；100、芯片。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：增设电流传输层，同时增加电流通道至两个以上，使电流分布更均匀，从而提高电流扩散效率。本专利技术的半导体LED芯片可以应用于电子照明领域，例如将本专利技术的芯片100的第一电极8和第二电极7与外部电路导通，从而芯片100实现发光。本专利技术的芯片100增加电流通道至两个以上，电流分布更均匀，可提高电流扩散效率，进而使芯片的发光效率得到有效的提高；同时增设电流传输层5，以增强电流迁移速率和热量扩散，减轻电流拥挤，从而提高电流扩散效率和器件的可靠性。需要说明的是，上述的电流传输层是在半导体LED芯片中增设的一个层级结构，是区别于半导体LED芯片中的导电半导体层、有源层、导电层等常见、通用或惯常使用的层级结构。请参照图2-图6，一种半导体LED芯片，包括第一电极8和第二电极7，所述第一电极8与所述第二电极7之间形成至少两个的电流通道，至少两个的所述电流通道的长度相等；还包括电流传输层5，所述电流传输层5设置于第一电极8与所述第二电极7之间，所述电流传输层5为透明导电材料。所述电流通道为电流的传输路径。由于电流倾向于通过最短路径传输，因此，所述电流通道即为电流的最短路径的传输路径，根据上述，即本专利技术的第一电极与所述第二电极之间形成至少两个长度相等的电流的最短路径的传输路径，即形成至少两个的上述电流通道。所述的电流传输层5，置于第一电极8与所述第二电极7之间的区域。利用其为透明导电材料，提高电流迁移速率，加快芯片中电流的传输，减轻电流的拥挤，以提高芯片的出光效率。所述电流传输层5的材质为高透光率的导电材料。理论上，种类方面，所有的透明导电材料均可以作为本专利技术的电流传输层5，材料透光率高，减少了对量子阱中复合光子的吸收，可出射的光越多，芯片越亮；高电导率和高热导率的材料可快速传输电流和热量，减轻电流拥挤，提高芯片的发光效率和可靠性；数量方面，可以选择一种或多种的导电材料共同作为本专利技术的电流传输层5。优选的，可以选择导电性良好的导电材料，例如石墨烯或纳米银；或者选择金属导电材料，或者金属复合导电材料，或者非金属导电材料，或者非金属复合导电材料，或者是金属与非金属复合的导电材料。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：由于电流倾向于通过最短路径传输，在第一电极与所述第二电极之间形成长度相等的至少两个的电流通道，即增加电流通道为两个以上，使电流分布更均匀，以降低芯片电压，进而提高了出光效率。并且在透明导电层与第二导电半导体层之间插入电流传输层，加快了电流传输和热量扩散，减少了电流拥挤，提高了芯片出光效率和稳定性。进一步的，所述第二电极7包括第二焊盘71和从所述第二焊盘延伸出的至少一个第二电极分支72；所述第一电极8与所述至少一个第二电极分支82之间形成所述至少两个电流通道。由上述描述可知，作为一个具体的结构示例，第二电极包括第二焊盘和第二电极分支，第二电极分支延伸于第二焊盘，以实现与电路的导通。此时，电流通道在第一电极与第二电极分支之间形成。进一步的，所述第一电极8为第一焊盘。由上述描述可知，作为一个具体的结构示例，第一电极为第一焊盘，即第一电极直接为一焊盘结构，根据第一焊盘的形状特征，电流通道在第二电极分支与第一焊盘之间形成。例如第一焊盘为方形时，电流通道在第二电极分支与方形的第一焊盘的两个对称的端部之间形成，当然第一焊盘的形状不限于方形，例如还可以是三角形、半圆形、圆形或椭圆形等。进一步的，所述第一电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压低的半导体LED芯片，包括第一电极和第二电极，其特征在于，还包括电流传输层，所述电流传输层设置于第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极与所述第二电极之间形成至少两个电流通道，所述至少两个电流通道的长度相等，所述电流传输层为透明导电材料；所述电流传输层围成的区域分别与所述第一电极和第二电极部分重叠，且电流传输层的边缘部分分别与第一电极和第二电极之间于芯片横向方向上均设有距离；所述第二电极包括第二焊盘和从所述第二焊盘延伸出的至少一个第二电极分支；所述第一电极包括第一焊盘以及从第一焊盘延伸的第一电极分支，所述的第一电极分支与所述的至少一个第二电极分支之间形成所述至少两个电流通道；所述第一电极分支和第二电极分支中的至少一个的横截面沿长度方向逐渐减少；所述的第二电极分支为两个，两个第二电极分支之间分别对称的设置于所述第二焊盘的两侧；所述两个第二电极分支在芯片上对称设置，一第二电极分支与芯片边缘的距离是另一第二电极分支与芯片中线距离的一半；所述第一电极分支的横截面沿长度方向逐渐减少，所述第一电极分支的末端为针尖结构，所述第一电极分支的针尖结构朝向第二电极；所述第二电极分支的横截面沿长度方向逐渐减少，所述第二电极分支的末端为针尖结构，所述第二电极分支的针尖结构朝向第一电极；所述第一电极包括第一焊盘和从所述第一焊盘上延伸的至少一个的第一电极分支，至少一个第一电极分支与至少一个第二电极分支之间形成至少一个电流通道，所述第一焊盘与所述第二电极分支之间形成至少一个的所述电流通道；所述的两个第二电极分支相互连接形成一槽型，所述槽型的两个端部至第一焊盘之间形成所述的电流通道。...

【技术特征摘要】
1.一种电压低的半导体LED芯片，包括第一电极和第二电极，其特征在于，还包括电流传输层，所述电流传输层设置于第一电极与所述第二电极之间，所述第一电极与所述第二电极之间形成至少两个电流通道，所述至少两个电流通道的长度相等，所述电流传输层为透明导电材料；所述电流传输层围成的区域分别与所述第一电极和第二电极部分重叠，且电流传输层的边缘部分分别与第一电极和第二电极之间于芯片横向方向上均设有距离；所述第二电极包括第二焊盘和从所述第二焊盘延伸出的至少一个第二电极分支；所述第一电极包括第一焊盘以及从第一焊盘延伸的第一电极分支，所述的第一电极分支与所述的至少一个第二电极分支之间形成所述至少两个电流通道；所述第一电极分支和第二电极分支中的至少一个的横截面沿长度方向逐渐减少；所述的第二电极分支为两个，两个第二电极分支之间分别对称的设置于所述第二焊盘的两侧；所述两个第二电极分支在芯片上对称设置，一第二电极分支与芯片边缘的距离是另一第二电极分支与芯片中线距离的一半；所述第一电极分支的横截面沿长度方向逐渐减少，所述第一电极分支的末端为针尖结构，所述第一电极分支的针尖结构朝向第二电极；所述第二电极分支的横截面沿长度方向逐渐减少，所述第二电极分支的末端为针尖结构，所述第二电极分支的针尖结构朝向第一电极；所述第一电极包括第一焊盘和从所述第一焊盘上延伸的至少一个的第一电极分支，至少一个第一电极分支与至少一个第二电极分支之间形成至少一个电流通道，所述第一焊盘与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琼，
申请(专利权)人：福建兆元光电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35