[发明专利]一种垂直集成单元二极管芯片

说明书

本发明提供一种垂直集成单元发光二极管，包括：第一导电类型电极，第二导电类型电极，及位于所述第一导电类型电极和第二导电类型电极之间的二极管台面结构，所述二极管台面结构包括多个二极管单元，所述多个二极管单元呈几何形状排列。本发明解决了现有技术存在的二极管结构在流明效率、流明密度输出、流明成本三个重要的参数上极大局限性的技术问题，提高了单位面积芯片的流明输出，降低了流明成本。

技术领域

本发明涉及半导体材料和器件工艺领域，特别是半导体光电器件。

背景技术

常规的垂直结构LED芯片中，电流扩散主要依靠n电极侧，有电极引线型引线或钻孔型的引线，但总体电流扩散仍不均匀，导致发光效率的损失，散热也不均匀，从而影响单元二极管芯片的效率和稳定性。从而限制了垂直大功率LED芯片提供单位面积流明输出更高的产品。电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀，导致其在流明效率、流明密度输出、流明成本三个重要的参数上有极大的局限性，目前市场上的垂直LED芯片技术无法提供有效的解决方案。

现有技术一为Proc.of SPIE Vol.10021 100210X-1 2016会议论文，如图1-3所示，其中，图1为垂直LED芯片的结构图，其中p型电极与背面的电极相连(back metal Au)，黑色部分边缘的方框与中间3根手指型引线代表了n型电极，通过下方的两个大的N-pad打线引出。因此整个芯片的电流扩散，主要为n型金属线所限制。

图2展示了现有技术一的垂直芯片的近场分析图和中线上归一化的电流分布图，芯片的尺寸为1.2mm×1.2mm。近场图中可见，芯片的电流分布仍然十分不均匀，靠近n电极线的区域光强很大，电流密度大，而远离n电极线的区域光强较小，电流密度小。归一化的分布图显示，电流密度较小的区域不到较大区域的70％。因此，大电流下的LED光效、散热和稳定性都会受到严重的限制。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的二极管结构流明效率、流明密度输出、流明成本三个重要的参数上有极大局限性的技术问题，提出一种流明效率高、流明密度输出大的集成单元二极管。

为实现上述目的，本发明提供一种垂直集成单元二极管芯片，包括：第一导电类型电极，第二导电类型电极，及位于所述第一导电类型电极上的二极管台面结构，所述二极管台面结构包括n个二极管单元，所述n个二极管单元呈几何形状排列，台面结构面积根据电流扩散长度确定，其中，n≥2。

所述二极管台面结构包括孔结构。

所述二极管台面结构和衬底之间具有反射镜。

所述反射镜材料为银、铝或分布式布拉格反射镜。

所述孔结构包括1个～1000000个孔单元，所述孔单元直径为0.001微米～20微米。

所述孔单元对称排列，非对称排列，周期性排列，非周期性排列或随机排列。

所述每个二极管单元上含有1个～1000000个孔单元，孔单元形状为三角形、正方形、长方形、五边形、六边形、圆形、以及其他任意定义形状。

所述二极管单元的连接方式为并联、串联或设定比例的串并联混合。

所述二极管单元形状为：三角形、正方形、长方形、五边形、六边形、圆形、任意自定义形状。

所述二极管台面结构内的二极管单元数量为2个～1000亿个。

所述二极管单元沿x轴方向长度为0.001微米～200微米。

所述二极管台面结构内的二极管单元按照均匀对称排列分布。

所述二极管台面结构内的二极管单元大小不等、不均匀分布设置。

所述二极管台面结构包括线条型电极线；所述线条型电极线为二极管单元间电极连接线。