The invention discloses a micro size led device with a ring-like Y-type electrode and a preparation method thereof. The device comprises a boss type structure connected on the substrate and the substrate, the boss type structure comprises a boss lower part and a boss upper part, the boss upper part is located on the boss lower part; the upper surface of the boss upper part is connected with a current expansion layer, and the current expansion layer is connected with a p electrode, which is a ring The ring-shaped Y-type electrode comprises a ring-shaped contact ring and more than two Y-type forks, and the bottom arms of more than two Y-type forks are evenly distributed on the ring-shaped contact ring; a passivation layer is deposited on the convex structure except for the p electrode and N electrode. The micro size led device can effectively improve the current expansion and distribution under the condition of reducing the output light occlusion, so as to realize uniform light intensity distribution and uniform heating.
【技术实现步骤摘要】
一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件及制备方法
本专利技术涉及可见光通信用发光器件
，具体涉及一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件及制备方法。
技术介绍
与传统光源相比，LED器件除了发光效率高、寿命长外，还具有调制性能好、调制带宽高等优点。基于LED器件的上述优点，可将信号调制到其发出的可见光上进行传输，兼顾照明的同时实现可见光无线通信。LED的调制带宽主要是受有源区少数载流子复合寿命和RC时间常数的影响，其中R、C分别为LED器件的等效电阻和等效电容。降低LED器件的有源区面积，即实现微米级尺寸LED，一方面可有效降低等效电容，从而实现RC时间常数的降低；另一方面可提高LED器件单位面积的电流，减小有源区少数载流子的复合寿命，最终实现器件调制带宽的提高。与普通大尺寸器件相比，微米尺寸LED像素尺寸小、集成度高，有源区的单位电流密度更高，其电流拥挤效应对其产生的影响更为显著，器件表面的电流扩展就显得更为重要，电极形状的选择直接影响电流的扩展情况。对于LED注入电流时，因为P型GaN的导电性能较差，使得垂直方向的电流大于水平方向的电流，造成电流注入后无法有效均匀的分布在P型GaN，导致电流局部聚集，LED器件开启电压过高，发光发热不均匀，有源层非辐射复合增加，从而造成内量子效率下降。因此，改善LED电流横向扩展的均匀性对于提高LED性能至关重要，而通过设计合理的电极结构可以有效的实现电流横向扩展。目前普通LED通常采用最为常见的不透明的圆形电极结构，其电流主要集中在圆形电极正下方的部分区...
【技术保护点】
1.一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，其特征在于，所述器件包括衬底和衬底上连接的凸台型结构，所述凸台型结构包括凸台下部和凸台上部，凸台上部位于凸台下部之上，凸台上部的横截面积小于凸台下部的横截面积；凸台下部包括从下到上依次排列的缓冲层、未掺杂N型GaN层和第一N-GaN层；凸台上部包括从下到上依次排列分布的第二N-GaN层、多量子阱层、P型AlGaN层和P-GaN层，第一N-GaN层和第二N-GaN层一体成型；凸台下部的上表面连接凸台上部以外的区域连接N电极；凸台上部的上表面连接电流扩展层，电流扩展层上连接P电极，所述P电极为环状类Y型电极，所述环状类Y型电极包括一个圆环状接触环和两个以上类Y型叉，类Y型叉包括一底臂以及和底臂一端分别连接的第一分叉和第二分叉，底臂的另一端和圆环状接触环连接；凸台型结构上除P电极和N电极以外的区域沉积有一层钝化层。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，其特征在于，所述器件包括衬底和衬底上连接的凸台型结构，所述凸台型结构包括凸台下部和凸台上部，凸台上部位于凸台下部之上，凸台上部的横截面积小于凸台下部的横截面积；凸台下部包括从下到上依次排列的缓冲层、未掺杂N型GaN层和第一N-GaN层；凸台上部包括从下到上依次排列分布的第二N-GaN层、多量子阱层、P型AlGaN层和P-GaN层，第一N-GaN层和第二N-GaN层一体成型；凸台下部的上表面连接凸台上部以外的区域连接N电极；凸台上部的上表面连接电流扩展层，电流扩展层上连接P电极，所述P电极为环状类Y型电极，所述环状类Y型电极包括一个圆环状接触环和两个以上类Y型叉，类Y型叉包括一底臂以及和底臂一端分别连接的第一分叉和第二分叉，底臂的另一端和圆环状接触环连接；凸台型结构上除P电极和N电极以外的区域沉积有一层钝化层。
2.根据权利要求1所述的具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，其特征在于，所述底臂、第一分叉和第二分叉均为直型线条，第一分叉和第二分叉对称分布在底臂的两侧，分叉角度为30°~120°。
3.根据权利要求1所述的具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，其特征在于，所述底臂、第一分叉均为直型线条，第二分叉包括一直型线条以及和直型线条连接的圆弧，第一分叉和第二分叉的直型线条对称分布在底臂的两侧，分叉角度为30°~120°；第二分叉的圆弧向第二分叉的直型线条的一侧沿着圆弧角度延伸，但圆弧和其他类Y型叉不接触；第一分叉的直型线条的长度大于第二分叉的直型线条的长度。
4.根据权利要求1所述的具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，其特征在于，所述底臂为直型线条，第一分叉和第二分叉均包括一直型线条以及和直型线条连接的圆弧，第一分叉和第二分叉的直型线条对称分布在底臂的两侧，分叉角度为30°~120°；第一分叉的圆弧向第一分叉的直型线条的一侧沿着圆弧角度延伸，第二分叉的圆弧向第二分叉的直型线条的一侧沿着圆弧角度延伸，但圆弧和其他类Y型叉不接触；第一分叉的直型线条的长度大于第二分叉的直型线条的长度。
5.根据权利要求1所述的具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，其特征在于，所述凸台上部和凸台下部为圆柱体结构，凸台上部位于凸台下部的中心处；电流扩展层的面积小于凸台上部的底面面积；凸台上部的底面直径为20um~200um，凸台下部的底面直径比凸台上部的底面直径大30um~50um；P电极位于电流扩展层上表面的中心处；所述N电极为圆环，在圆环的外圆上连接一矩形凸起，凸起位于外圆的径向方向上，凸起的宽度与长度为5um~10um；N电极位于第一N-GaN层上表面的边缘与多量子阱层下表面的边缘之间区域的中心；P电极下方的电流扩展层上表面为粗化结构。
6.根据权利要求1所述的具有环状类Y型电极的微尺寸LED器件，其特征在于，电流扩展层为ITO，厚度为100～230nm；所述钝化层为SiO2或双层介质层，所述双层介质层为从下到上排布的两个折射率不同的介质层组成，且上层介质层的折射率低于下层介质层的折射率；双层介质层为HfO2/MgO、HfO2/SiO2或MgO/SiO2；HfO2/MgO中下层为HfO2，上层为MgO；HfO2/SiO2中下层为HfO2，上层为SiO2；MgO/SiO2中下层为MgO，上层为SiO2；P电极和N电极为Cr/Al/Ti/Au金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，谭礼军，姚若河，武智斌，
申请(专利权)人：华南理工大学，中山市华南理工大学现代产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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