刘 丽， 胡晓龙， 王 洪

(华南理工大学 广东省光电工程技术研究中心， 物理与光电学院, 广东 广州 510640)



GaN基垂直结构LED的n型电极结构设计及芯片制备

刘 丽， 胡晓龙， 王 洪*

(华南理工大学 广东省光电工程技术研究中心， 物理与光电学院, 广东 广州 510640)

首先利用电流路径模型分析n型电极尺寸及间距等对垂直结构发光二极管(VS-LEDs)电流分布均匀性的影响，依此设计出一种螺旋状环形结构电极。其次，通过建立有限元分析软件Comsol仿真模型模拟VS-LEDs有源层的电流密度分布，发现螺旋状环形结构电极的环间距越小，电流密度分布越均匀。最后，利用VS-LEDs芯片制备技术实现具有螺旋状环形电极的垂直结构LED芯片。实验结果显示，在350 mA电流驱动下，电极环间距为146.25 μm的芯片具有最大的功能转换效率，达到26.8%。

氮化镓; 垂直结构发光二极管; 电流分布; 螺旋状环形结构电极

1 引 言

氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)自问世以来，得到了飞速的发展，广泛应用于交通信号、建筑装饰、全彩显示、背光源、汽车前照灯以及室内外照明等领域[1-2]。传统结构GaN基LED芯片通常是指在蓝宝石衬底上制备的n型和p型电极分布于同侧的一种芯片[3]。由于蓝宝石衬底的电绝缘特性，电流在p-GaN和n-GaN间发生横向流通，LEDs在大电流注入下将发生电流拥挤效应，影响LED芯片的发光效率[4-5]。而垂直结构发光二极管(Vertical structure light emitting diodes，VS-LEDs)则利用键合(或电镀)和激光剥离技术将外延层从蓝宝石衬底上转移到导电及散热性能良好的衬底上，电极分布在有源区两侧，使得电流扩展更加均匀，从而有效缓解电流拥挤问题，是非常适合用于制备大功率LED的一种芯片结构[6-8]。……