从外周提高电流注入的发光二极管制造技术

公开从LED外周提高电流注入的发光二极管组件。在一个实施方案中，LED组件包括：包含在具有第一导电性类型的第一层和具有第二导电性类型的第二层之间设置的发光层的LED。LED组件进一步包括第一电极和第二电极。第一电极形成于第一层的与发光层相反的表面上，并且电连接至第一层。第一电极基本覆盖第一层的表面。第二电极在第一电极外周外部沿部分LED外周形成。第二电极延伸穿过第一层和发光层到第二层，并且电连接至第二层。在一个实施方案中，LED组件沿LED外周包括一个以上第二电极。在一个实施方案中，一个以上第二电极部分包围第一电极。在另一实施方案中，一个以上第二电极完全包围第一电极。在又一实施方案中，一个以上第二电极在LED的侧壁向内延伸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及发光二极管(LED)组件，更具体地，涉及从LED的外周提高电流注入的LED组件。
技术介绍
一般，发光二极管(LED)由半导体生长基板开始，通常为III-V族化合物如氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷化铟(InP)和磷化砷镓(GaAsP)。半导体生长基板也可以为用于III-族氮化物类LED如氮化镓(GaN)的蓝宝石(Al2O3)、硅(Si)和碳化硅(SiC)。外延半导体层生长在半导体生长基板上从而形成LED的N-型和P-型半导体层。外延半导体层可以通过许多研制出的方法来形成，包括例如，液相外延(LPE)、分子束外延(MBE)和金属有机化学气相沉积(MOCVD)。在形成外延半导体层之后，电接触使用已知的光刻法、蚀刻、蒸发和研磨方法偶联至N-型和P-型半导体层。将各个LED切成小块并且用引线接合安装至封装体。密封剂沉积在LED上并且LED用也有助于光提取的保护镜片密封。有许多不同类型的发光二极管组件，包括横向LED、垂直LED、倒装芯片型LED和混合LED(垂直和倒装芯片型LED结构的组合)。典型地，倒装芯片型LED和混合LED组件利用LED和底层基板或基台之间的反射接触从而反射朝向基板或基台向下产生的光子。通过使用反射接触，使更多的光子逃脱LED而不是被基板或基台吸收，改善LED组件的总体光输出功率和光输出效率。常规的倒装芯片型或混合LED组件显示在图1A和1B中。图1A为现有技术中的LED组件100的平面图，图1B为沿轴AA截取的图1A的LED组件100的
截面图。图1A中，多个N-电极110、或者通孔，在发光二极管组件100的LED101中以图案化栅格形成。如图1B中所示，多个N-电极110电连接至LED 101的N-型半导体层102。多个N-电极110延伸穿过P-型半导体层104和发光层106到达N-型半导体层102，以致多个N-电极110接触N-型半导体层102。在LED 101的N-型半导体层102的下方是发光层106和P-型半导体层104。P-电极114形成在LED 101下并且电连接至P-型半导体层104。P-电极114覆盖几乎P-型半导体层104的整个表面、在基板120和P-型半导体层104之间，并且包围多个N-电极110的每一个。绝缘层108将多个N-电极110和互连器112与P-型半导体层104和P-电极114电绝缘。多个N-电极110的每一个通过互连器112电连接在一起，反过来互连器112电连接至N-接合垫122(未示出)。P-接合垫124电连接至P-电极114。当封装时，N-接合垫122和P-接合垫124提供用于引线接合至完整的LED组件100的电源终端的接触位点。图1C示出在图1A的LED组件100的装置操作期间的电流扩散效应。像图1A一样，图1C为LED组件100、特别关注于LED 101的平面图。在LED组件100的装置操作期间，当电力施加至LED组件100的终端时，电流将在多个N-电极110和P-电极114之间流动。自然，在正在注入电流的多个N-电极110周围存在较高浓度的电流。在多个N-电极110周围的较高浓度的电流将导致电流聚集，降低LED组件100的光输出效率。随着LED组件100的操作电压增加，电流聚集效应将恶化，使LED组件100不适用于高功率应用。如图1C中所示，LED组件100的电流分布122不均一，并且不延伸至LED101的外侧壁118。不均一的电流分布122也将不利地影响LED 101的发光均匀性，同时由在LED 101的外周的发光层106(图1B中示出的)发出较少的光子，结果那里电流浓度较低。因此，对于具有改善的光输出功率、光输出效率和发光均匀性的、特别是用于高功率应用的LED组件有未满足的要求。
技术实现思路
在一个实施方案中，发光二极管(LED)组件包括LED，所述LED包括设置在具有第一导电性类型的第一层和具有第二导电性类型的第二层之间的发光层。在一个实施方案中，第一层是P-型半导体材料和第二层是N-型半导体材料。在另一个实施方案中，第一层是N-型半导体材料和第二层是P-型半导体材料。LED组件进一步包括第一电极和第二电极。第一电极形成于第一层的与发光层相反的表面上，并且电连接至第一层。第一电极基本上覆盖第一层的表面。第二电极在第一电极的外周的外部沿LED的外周的一部分形成。第二电极延伸穿过第一层和发光层到第二层，并且电连接至第二层。在一个实施方案中，第二电极在LED的侧壁内侧形成，位于第一电极和侧壁之间。在一个实施方案中，形成第二电极的边缘以与LED的侧壁邻接。在一个实施方案中，第二电极的宽度在5μm和10μm之间。绝缘层包围第二电极从而将第二电极与第一电极和LED的第一层电绝缘。绝缘层可以包括任何适合的介电材料。在一个实施方案中，绝缘层是透明材料。在另一个实施方案中，LED组件包括在第一电极的外周的外部沿LED的外周的一个或多个第二电极。在一个实施方案中，一个或多个第二电极形成在LED的各侧壁的内侧、在第一电极和侧壁之间。在一个实施方案中，形成一个或多个第二电极的每一个的边缘以与LED的各侧壁邻接。在一个实施方案中，一个或多个第二电极部分地包围第一电极。在另一个实施方案中，一个或多个第二电极完全包围第一电极。在又一个实施方案中，一个或多个第二电极在LED的侧壁向内延伸。在一个实施方案中，LED组件进一步包括形成穿过第一层和发光层并且电连接至第二层的一个或多个第三电极。第一电极基本上包围一个或多个第三电极。一个或多个第三电极中的各个也被在第三电极和第一电极之间的绝
缘层包围，从而将第三电极和第一电极电绝缘。在一个实施方案中，第一电极、一个或多个第二电极、和一个或多个第三电极包括在可见光波长范围中具有大于90％的光学反射率的材料。在一个实施方案中，第一电极、一个或多个第二电极、和一个或多个第三电极包括银(Ag)。在一个实施方案中，LED组件进一步包括具有第一接触和第二接触的基板。第一电极电连接至第一接触，一个或多个第二电极和一个或多个第三电极电连接至第二接触。在装置操作期间，将电压施加至LED组件的第一和第二接触，并且一个或多个第二电极提供沿LED的外周提高的电流注入。附图说明图1A示出现有技术中的LED组件的平面图。图1B示出图1A的LED组件的截面图。图1C示出在图1A的LED组件的装置操作期间的电流分布。图2A示出根据本专利技术一个实施方案的沿LED的外周的一部分提高电流注入的LED组件的平面图。图2B示出图2A的LED组件的截面图。图2C示出根据本专利技术另一实施方案的图2A的LED组件的另一截面图。图2D示出图2A的LED组件的另一截面图。图2E示出在图2A的LED组件的装置操作期间的电流分布。图3A示出根据本专利技术一个实施方案的沿LED的外周提高电流注入的LED组件的平面图。图3B示出图3A的LED组件的截面图。图4示出根据本专利技术另一实施方案的沿LED的外周提高电流注入的LED组件的平面图。具体实施方式图2A示出根据本专利技术一个实施方案的沿LED的外周的一部分提高电流注入的LED组件200的平面图。图2B示出沿轴BB截取的图2A的LED组件200的截面图，图2C示出根据本专利技术另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管LED组件，其包括：包括设置在具有第一导电性类型的第一层和具有第二导电性类型的第二层之间的发光层的LED；形成于所述第一层的与所述发光层相反的表面上的第一电极，所述第一电极基本上覆盖所述第一层的所述表面并且电连接至所述第一层；在所述第一电极的外周的外部沿所述LED的外周的一部分形成的第二电极，所述第二电极延伸穿过所述第一层和所述发光层并且电连接至所述第二层。

【技术特征摘要】
2015.03.16 US 14/658,9421.一种发光二极管LED组件，其包括：包括设置在具有第一导电性类型的第一层和具有第二导电性类型的第二层之间的发光层的LED；形成于所述第一层的与所述发光层相反的表面上的第一电极，所述第一电极基本上覆盖所述第一层的所述表面并且电连接至所述第一层；在所述第一电极的外周的外部沿所述LED的外周的一部分形成的第二电极，所述第二电极延伸穿过所述第一层和所述发光层并且电连接至所述第二层。2.根据权利要求1所述的LED组件，其中所述第二电极形成在所述LED的侧壁的内侧，位于所述第一电极和所述侧壁之间。3.根据权利要求1所述的LED组件，其中形成所述第二电极的边缘以与所述LED的侧壁邻接。4.根据权利要求1所述的LED组件，其中所述第二电极的宽度在5μm和10μm之间。5.根据权利要求1所述的LED组件，其进一步包括形成穿过所述第一层和所述发光层并且电连接至所述第二层的一个或多个第三电极，其中所述第一电极基本上包围所述一个或多个第三电极。6.根据权利要求1所述的LED组件，其中所述第一电极完全包围一个或多个第三电极。7.根据权利要求5所述的LED组件，其进一步包括形成在所述第二电极和所述一个或多个第三电极与所述第一电极之间的绝缘层，其中所述绝缘层将所述第一电极与所述第二电极和所述一个或多个第三电极电绝缘。8.根据权利要求5所述的LED组件，其进一步包括具有第一接触和第二接触的基板，其中所述第一电极电连接至所述第一接触，和所述第二电极和所述一个或多个第三电极电连接至所述第二接触。9.根据权利要求5所述的LED组件，其中所述第一电极、所述第二电极、和所述一个或多个第三电极包括具有高反射率程度的材料。10.根据权利要求9所述的LED组件，其中所述材料为Ag。11.一种发光二极管LED组件，其包括：包括设置在具有第一导电性类型的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：严莉，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP