led芯片电极结构 led芯片内部结构

ＧａＮ基半导体材料发光二极管（LEDs）、激光二极管ＬＤｓ等短波长光电元件的制造近年来被广泛使用。现在ＧａＮ关于材料的成长的报告和文献很多，关于芯片制造的报告只限于ＧａＮ的蚀刻和欧姆接触，具体来说与工程设计有关的技术报告很少。在本文中，ＧａＮ基可以讨论芯片布局设计对LED性能的影响，并且可以参考芯片布局对不同性能要求的选择。

1实验

我们使用的材料是ＭＯＣＶＤ法在蓝宝石基板上生长的蓝色ＧａＮ基ＬＥＤ外延片，外延片是多量子阱结构。在芯片制造中，n欧姆接触电极采用Ti/Al/Ti/Au结构，p欧姆接触电极用氧化Ｎｉ／Ａｕ透明电极、焊接线电极将Ti/Au用吻合性好的外延片一画设为4，分别设为图1（a）所示的400mu。ｍtimes;５００mu;m的马赛克结构版图，图1（b）所示350m；ｍtimes;３５０mu;m的马赛克结构版图和图2所示的两种350m；ｍtimes;３５０mu;对角版图。芯片特性试验样品采集位于圆板中心、切成四分之一的直角顶点的芯片，试验仪器为台湾长裕公司制T620型试验仪。2结果与讨论

对于4种版图的芯片分别测试IV特性和p-I特性，图3是各种版图芯片的Ｉ－Ｖ特性曲线，图4是各种版图芯片的p-I特性曲线。

图3所示的I？从V特性来看，２０ｍＡ以下是两个尺寸的马赛克结构布局芯片和ｐ焊线电极扩展电极中部的对角电极芯片的I？V特性几乎相同，ｐ焊线电极远离的ｎ电极对角电极芯片具有相同的电流并且正向压降Ｖｆ高于其他芯片。图1（a）的布局扩展电极的面积大，有利于减小p型欧姆接触的电阻，但有可能增大电流传输的距离，增加体电阻，通过消除两种效果，芯片的I？与V特性尺寸小的图1B的布局芯片类似。图2A是使用对角电极测量的I腐蚀63？V特性是，ｐ焊线电极与ｎ电极距离差少的情况下，芯片I？V特性对应于马赛克结构电极芯片。图2B、ｐ焊线电极表示ｎ电极对角电极离开芯片比Ｖｆ高，这表示ｐ焊线电极以下的电流密度比ｎ电极等距离的扩展电极下的电流密度大，ｐ焊线电极与ｎ电极增加距离，增大芯片等效体电阻，使Ｖｆ上升。

图4所示的各种布局芯片的p？I特性，在２０ｍＡ以下，各种ＧａＮ基LED芯片的p？I特性为线性，两种尺寸的马赛克结构布局芯片和图2（a）对角电极芯片为３０ｍＡ以内的p和63？I特性几乎相同，并且当电流增加时，尺寸大的芯片的光功率大于尺寸小的芯片。图2（b）ｐ焊线电极离开ｎ电极对角电极芯片时，在通常动作电流（设定３０ｍＡ下光功率高，但大电流下功率饱和快。ＧａＮ基LED是２０ｍＡ以下p？I特性是线性关系，光功率与电流密度无关，只依赖有效电流，芯片面积不同，但通电电流相同，发光效率相同，光功率差不多，大尺寸芯片在相同电流下电流密度小，因此在大电流下操作具有一定的优点。图2（b）版图对角电极芯片的通常动作电流表示光功率高，接近ｎ电极的扩展电极区域下的电流密度大，使ｐ焊线电极远离ｎ电极区域，增加光透过性部分的电流，在ｐ焊线电极中减少光吸收区域的电流。大电流条件下电流密度大易饱和，另一方面等效体电阻大，所以大电流相对发热快，发光功率容易饱和。

3结论

通过本文的研究，ＧａＮ基LED芯片２０ｍＡ以下的I？V特性和p？虽然I特性与尺寸没有很大关系，但是与电极的位置有关，发现ｐ焊线电极远离的ｎ电极芯片２０ｍＡ的光输出功率高，正向压降也高。对于大电流，ｐ焊线电极远离ｎ电极芯片容易饱和，芯片尺寸大的芯片具有大的电流性能。马赛克结构电极和对角结构电极芯片的特性测试相互比较，没有明显的差异。