[发明专利]一种有效利用电流的LED电极结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体发光二极管(LED)的电极制作方法，属于半导体器件制造技术领域。

背景技术

LED具有发光效率高、耗电量小、寿命长、发热量低、体积小、环保节能等诸多优点，因而具有广泛的应用市场，如汽车、背光源、交通灯、大屏幕显示、军事等领域。

随着半导体技术的高速发展，内量子效率达到90％以上，而外量子效率受到诸多因素的影响提高并不显著，例如芯片结构、电极形状等直接影响着LED光提取效率。对于普通结构的LED，其结构自上至下依次包括：上电极、欧姆接触层、电流扩展层、上限制层、有源区、下限制层、缓冲层、衬底和下电极。上电极的制作是在欧姆接触层上蒸镀金属电极层，后光刻电极图形腐蚀形成上电极，最后通过合金形成欧姆接触。最初LED采用的是传统圆形电极，圆形电极既用来做打线的焊垫又用来作为电流扩展，当电压加到电极上时，电流主要集中在电极下方的部分区域，而电极到有源区的距离是有限的，当电流还没来得及横向扩展时就已到达有源区，即发光区域主要集中在电极下方的部分有源区，造成电场过度集中、LED发光不均匀、热稳定性差、寿命缩短、光提取效率较低等问题，因此改进电极的形状以提高光提取效率变得日益紧迫。人们设计了各式各样的电极形状，像十字形、箭形、花形、万字形、网状形、条形、回形等等，目的都是为了使电场均匀向四周平均分布，很大程度上提高了出光效率。

人们设计的各样电极都可分为两部分：一部分为第一电极，作为焊垫，另一部分为第二电极(延伸电极)，使电流更好的向四周扩散，图1给出了现有半导体发光二极管(LED)十字形电极的图形，十字形电极包括第一电极1和第二电极2，第一电极1和第二电极2均在欧姆接触层3上，LED的下面为下电极(面金属电极层)4。虽然这些设计都能起到很好的电流扩展作用，但第一电极1所占芯片面积比例较大，所以有相当一部分电流还是集中在第一电极1的下方，且传统的LED电极材料又为不透明的金属或金属合金，这就造成第一电极1的下方发出的光绝大部分被遮挡，不能有效利用注入电流，如图2所示的常规方法制作的LED电极的电流扩展。所以使更多的电流向四周扩散，更好的利用电流和发出的光成为困扰人们急需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有半导体发光二极管(LED)的电极存在的上述问题，提供一种既使电流得到充分利用、又不会引起电压升高的有效利用电流的LED电极结构，同时提供一种该LED电极的制作方法。

本发明的有效利用电流的LED电极结构采用以下技术方案：

该有效利用电流的LED电极结构，是在LED电极的下方设置有部分非欧姆接触区，非欧姆接触区的面积为所要制作电极的第一电极面积的10％--150％，当只有第一电极时去除的那部分欧姆接触层的面积为所要制作电极面积的10％--70％。

上述有效利用电流的LED电极制作方法，是：

在LED管芯制作出欧姆接触层后，在欧姆接触层上所要制作电极的位置去除掉部分欧姆接触层，接着去胶清洗，去除的那部分欧姆接触层的面积为所要制作电极的第一电极面积的10％--150％，当只有第一电极时去除的那部分欧姆接触层的面积为所要制作电极面积的10％--70％；在整个欧姆接触层上，包括去掉的那一部分，按常规方法蒸镀上金属电极层，腐蚀去除所要制作的电极图形之外的那部分金属电极层；最后合金，在没有去除掉的欧姆接触层上形成欧姆接触。

去除的部分欧姆接触层的形状可为圆形、方形或不规则形状。

本发明使更多的电流流向四周，有效提高LED发光效率。与其他提高LED亮度的方法相比，具有操作简单，实施容易，可靠性稳定性高，适用范围广等优点。

附图说明

图1是现有半导体发光二极管(LED)十字形电极的图形示意图。

图2是图1中沿A-A’线的剖视图，该图体现了常规方法制作的LED电极的电流扩展剖面。

图3是带有欧姆接触层的LED结构示意图。

图4是图3中去除第一电极下方欧姆接触层后的LED结构示意图。

图5是蒸镀金属电极层后的LED结构示意图。

图6是本发明制作的LED电极电流扩展剖面示意图。

图7是本发明制作的只有第一电极的LED电极电流扩展剖面示意图。

图中：1、第一电极，2、第二电极，3、欧姆接触层，4、下电极(面金属电极层)，5、有源区，6、金属电极层。

具体实施方式