发光器件制造技术

本发明专利技术提供一种发光器件，包括一个基底和一个多层结构，该多层结构具有在发光区和非发光区范围内形成于基底上的Ｎ型半导体层、在发光区的范围内形成于Ｎ型半导体层上的有源层和在发光区的范围内形成于有源层上的Ｐ型半导体层。该发光器件还包括形成于发光区范围内并与Ｐ型半导体层电性连接的Ｐ型电极和形成于非发光区范围内并与Ｎ型半导体层电性连接的Ｎ型电极。而且，该发光器件还包括为了定义至少一个欧姆接触区而形成于Ｎ型电极与位于非发光区的第一分区范围内的Ｎ型半导体层之间的绝缘体，从而在非发光区的第一分区范围内Ｎ型电极通过欧姆接触区与Ｎ型半导体层电性连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光器件，尤其是一种利用绝缘体和/或形成于N型电极下的外延型结构以改善电流密度一致性的发光器件。
技术介绍
发光二极管(LED)已经被广泛应用于高亮度照明的使用场合。具有代表性的LED 的结构包括半导体多层结构、P型电极、N型电极和设置在半导体多层结构表面的连接片。 工作时，电流通过与连接片相连的外部端子注入LED，然后分别从P型电极和N型电极流入 P型半导体层和N型半导体层。当电流正向流过PN结时，进入对方区域的少数载流子与所进入区域的多数载流子发生再组合而发光。正常工作状况下LED发出的光强与电流密度成正比。在电流密度一定的情况下，PN结的面积越大，LED发出的光强也越大。为了使LED发出亮度更大的光，通常采用使LED的发光区面积最大化的手段，这样可以提升LED工作电流的方向性。对于大工作电流下的大规模LED来说，如果发光区的电流密度不均勻，会造成界面的正向电压和温度升高，这将导致LED光学性能和电学性能的降低，对高电流密度下的大尺寸LED来说尤其如此。另外，由于发光效率的不可逆下降会随着电流密度的增加而加剧，所以电流密度的不均勻性加大了发光效率的总体下降速度，LED 的使用寿命也因而缩短。Steigerwald等人的美国专利US6，307, 218披露了一种LED的设计，如图12所示， 利用平行设置的P型电极和N型电极来改善LED的电流密度的不一致性。Meigerwald等认为，从位于N型电极连接片1 远端的P型电极13区域垂直穿越N型半导体层的电流， 它垂直流过PN结的过程中必定会流经N型半导体层中的电流路径以到达N型电极14，但该电流路径与电流从邻近N型电极连接片14a的P型电极13区域垂直穿越N型半导体层到达N型电极14的电流路径是不同的。这两条电流路径的不同导致N型电极连接片14a周围不同位置处电流分布的不均勻性。相应地，如图13所示，LED在邻近N型电极14末端的区域15所发出光的亮度(强度)，和其它发光区域相比是不一致的。这种发光亮度的不一致性是由于LED相应区域电流密度的不一致造成的。由此可知，现有技术中存在着解决上述缺陷和不足的需求。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种发光器件。本专利技术的一种发光器件包括基底和多层结构；多层结构具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，以定义发光区和非发光区；非发光区具有第一分区和第二分区，第一分区的位置靠近多层结构的第一端部，第二分区从第一分区延伸进入发光区；多层结构包括 在发光区和非发光区的范围内形成于基底上的N型半导体层、在发光区的范围内形成于N 型半导体层上的有源层和在发光区的范围内形成于有源层上的P型半导体层；该发光器件还包括形成于发光区范围内并与P型半导体层电性连接的P型电极和形成于非发光区范围内并与N型半导体层电性连接的N型电极；另外，还包括为定义一个或多个欧姆接触区而形成于N型电极与位于非发光区的第一分区范围内的N型半导体层之间的绝缘体，从而在非发光区的第一分区范围内N型电极通过欧姆接触区与N型半导体层电性连接。该发光器件还可以进一步包括在发光区范围内形成于P型半导体层上的透明导电层，使得P型电极通过透明导电层与P型半导体层电性连接。在一种实施方式中，绝缘体包括至少一层；绝缘体由一种材质形成，或者由两种或两种以上材质形成。在一种实施方式中，绝缘体的成分至少包括透明氧化物和氮化物中的一种。构成绝缘体的成分可以包括Si02、SixNyx、Al203和1102中的一种或一种以上的组合。 绝缘体可以包括外延型结构。在一种实施方式中，N型电极具有在非发光区的第一分区范围内形成于绝缘体上的N型电极桥，和在非发光区的第二分区范围内平行形成于N型半导体层上的多个N型指状电极；每一个N型指状电极具有第一端和与之相对的第二端，第一端与N型电极桥电性连接，第二端向多层结构的发光区延伸。P型电极具有形成于靠近多层结构的第二端部的P型电极桥，和平行设置于发光区范围内的多个P型指状电极；每一个P型指状电极具有第一端头和与之相对的第二端头，第一端头与P型电极桥电性连接，第二端头向多层结构的第一端部延伸，第二端头靠近N型电极桥；P型指状电极和N型指状电极交替设置。在一种实施方式中，N型电极桥包括与相应N型指状电极电性连接的至少一个以上导线连接片，导线连接片位于至少一个欧姆接触区上方，这样的结构使得至少一个导线连接片通过至少一个欧姆接触区与N型半导体层电性连接。这样，发光器件工作时，N型指状电极和一个相邻的P型指状电极之间的电流路径与位于至少一个导线连接片下的至少一个欧姆接触区和相邻P型指状电极之间的电流路径一样。另一方面，本专利技术还涉及另一种发光器件，基底和多层结构；多层结构具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，以定义发光区和非发光区；非发光区具有第一分区和第二分区，第一分区的位置靠近多层结构的第一端部，第二分区从第一分区延伸进入发光区； 多层结构包括形成于基底上的N型半导体层、形成于N型半导体层上的有源层和形成于有源层上的P型半导体层。在非发光区的第一分区范围内多层结构具有多层的外延型结构以限定至少一个欧姆接触区。具体实施时，外延型结构包括至少一层；外延型结构具有P型半导体层/有源层/N型半导体层的结构；外延型结构被与有源层和ρ型半导体层隔离开来。该发光器件还包括形成于非发光区范围内并与N型半导体层电性连接的N型电极和形成于发光区范围内并与P型半导体层电性连接的P型电极，在非发光区的第一分区范围内N型电极通过至少一个欧姆接触区与N型半导体层电性连接。该发光器件还包括在发光区范围内形成于P型半导体层上的透明导电层，使得P 型电极通过透明导电层与P型半导体层电性连接。在该发光器件的一种实施方式中，N型电极具有在非发光区的第一分区范围内形成于绝缘体上的N型电极桥，和在非发光区的第二分区范围内平行形成于N型半导体层上的多个N型指状电极；每一个N型指状电极具有第一端和与之相对的第二端，第一端与N型电极桥电性连接，第二端向多层结构的发光区延伸；P型电极具有形成于靠近多层结构的6第二端部的P型电极桥，和平行设置于发光区范围内的多个P型指状电极；每一个P型指状电极具有第一端头和与之相对的第二端头，第一端头与P型电极桥电性连接，第二端头向多层结构的第一端部延伸，第二端头靠近N型电极桥；P型指状电极和N型指状电极交替设置。在该发光器件的一种实施方式中，N型电极桥包括与相应N型指状电极电性连接的一个或多个导线连接片，导线连接片位于一个或多个欧姆接触区上方，这样的结构使得一个或多个导线连接片通过一个或多个欧姆接触区与N型半导体层电性连接。这样，发光器件工作时，N型指状电极和一个相邻的P型指状电极之间的电流路径与位于导线连接片下的至少一个欧姆接触区和相邻P型指状电极之间的电流路径一样。N型电极与P型电极、透明导电层、P型半导体层、有源层之间是电绝缘的。进一步地，本专利技术还涉及一种，该方法包括以下步骤提供基底；在基底上形成多层结构，多层结构包括形成于基底上的N型半导体层、形成于N型半导体层上的有源层和形成于有源层上的P型半导体层，多层结构具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，以定义发光区和非发光区；非发光区具有第一分区和第二分区，第一分区的位置靠近多层结构的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光器件，其特征在于：所述发光器件包括：一个基底；一个多层结构；所述多层结构具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，以定义发光区和非发光区；所述非发光区具有第一分区和第二分区，所述第一分区的位置靠近所述多层结构的所述第一端部，所述第二分区从所述第一分区延伸进入所述发光区；所述多层结构包括：在所述发光区和所述非发光区的范围内形成于所述基底上的Ｎ型半导体层、在所述发光区的范围内形成于所述Ｎ型半导体层上的有源层和在所述发光区的范围内形成于所述有源层上的Ｐ型半导体层；形成于所述发光区范围内并与所述Ｐ型半导体层电性连接的一个Ｐ型电极；形成于所述非发光区范围内并与所述Ｎ型半导体层电性连接的一个Ｎ型电极；和为定义一个或多个欧姆接触区而形成于所述Ｎ型电极与位于所述非发光区的所述第一分区范围内的Ｎ型半导体层之间的绝缘体，从而在所述非发光区的所述第一分区范围内所述Ｎ型电极通过所述欧姆接触区与所述Ｎ型半导体层电性连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：余国辉，
申请(专利权)人：佛山市奇明光电有限公司，
类型：发明
国别省市：44