[发明专利]高亮度发光二极管芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态发光组件，特别是涉及一种发光二极管芯片(Light Emitting Diode Chip，LED Chip)。

背景技术

参阅图1，发光二极管芯片1包含一块基材11、一层连接在该基材11上 的作动膜12、一层设置在该作动膜12上的电流扩散层13，及一组用于提供电 能的电极单元14。

该基材11由易于供氮化镓系的半导体材料磊晶成长，例如蓝宝石 (sapphire)构成。

该层作动膜12通常是选自氮化镓系的半导体材料、并自基材向上磊晶形 成，具有分别经过掺杂而成n、p型的第一、二披覆层121、122(n-type cladding layer、p-type cladding layer)，及一层形成在该第一、二批覆层121、22之间 的主动层123(active layer)，该第一、二披覆层121、122相对该主动层123 形成载子能障而在对该作动膜12提供电能产生电子-电洞复合、释放能量，进 而转换产生光子。

该电流扩散层13以相对该作动膜12产生的光为透明且可导电的材料，例 如铟锡氧化物(ITO)构成在该作动膜12上，并与该第二披覆层122形成欧姆 接触，用以导引电流横向均匀扩散。

该电极单元14包括一第一电极141与一第二电极142，分别设置在第一披 覆层121与该电流扩散层13上并形成欧姆接触，彼此地配合对该作动膜12提 供电能；当自该第一、二电极141、142施加电能时，电流经该电流扩散层13 均匀分散流通过该作动膜12，而使该作动膜12以光电效应产生光子，进而向 外发光。

虽然，目前的发光二极管芯片1可借着电流扩散层13横向导引电流分散， 进而提升内部量子效率(internal quantum efficiency)。但是，受限于制程，电流 扩散层13与作动膜12相欧姆接触的程度并非均一，也就是说，电流自该电流 扩散层13横向导引分散后，仍旧无法”均匀”分布流通过作动膜，而是依照电流 扩散层13与作动膜12相欧姆接触的程度较佳(也就是电阻值相对其他区域较 低)的区域，有密度较大的电流向下流通过作动膜12，而电流扩散层13与作 动膜12相欧姆接触的程度较差(也就是电阻值相对其他区域较大)的区域， 则有密度较低的电流向下流通过作动膜12，因此，光靠电流扩散层13的设置， 对均匀分散电流以提升内部量子效率而言，实质效果仍属有限。

参阅图2、图3，因此，目前业界会先在作动膜12上以电阻值相对高于电 流扩散层13的材料形成一层具有预定图像的阻障层15，借着阻障层15的限制， 让电流循该电流扩散层13直接与作动膜12接触的区域向下扩散，其它部分则 借着阻障层15的限制，使电流无法继续往下流通，借着人为设计的阻障层15， 强迫电流循预定的区域向下流通传递，进而提升作动膜12的内部量子效率。

这样的做法，确实可以有效地提升内部量子效率，进而提升组件的整体发 光亮度，但是，增加一层具有图像的阻障层15，对制程来说，至少会增加三道 以上的制作步骤，而提高生产成本，同时，阻障层15的存在，也会影响到作 动膜12的出光状况，衍生出另一需要解决的问题。

所以，目前的发光二极管芯片1仍需研究改善，以提升组件的内部量子效 率与整体的发光亮度。

发明内容

本发明的目的是在提供一种同时具有内部量子效率高以及光取出率高的 优点的高亮度发光二极管芯片。

本发明的一种高亮度发光二极管芯片，包含一块基材、一层作动膜、一层 电流扩散层，及一组电极单元。

该作动膜设置在该基材上并在提供电能时以光电效应产生光子，具有一与 该基材连接的底面，及一相反于该底面的顶面，该顶面并区分成一以高能量粒 子作用过的高能作用区，及一未被高能量粒子作用过因而电阻值相对小于该高 能作用区的电阻值的电子流道区。

该层电流扩散层以对该作动膜产生的光为透明且可导电的材料构成，并与 该作动膜欧姆接触地形成在该作动膜顶面。

该组电极单元具有一与该作动膜连接的第一电极，及一设置在该电流扩散 层上而与该第一电极彼此配合对该作动膜提供电能的第二电极，且当以该第 一、二电极配合提供电能时，电流被该电流扩散层导引沿该顶面横向均匀分散 并自该电子流道区向下流通过该作动膜而使该作动膜产生光子。