CN1630110A - 氮化物半导体发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有发光结构的氮化物半导体LED。在该发光结构中，n掺杂半导体层之上具有第一区域和围绕该第一区域的第二区域，在n掺杂半导体层的第二区域上形成有源层，以及在有源层上形成p掺杂氮化物半导体层。在p掺杂半导体层上形成p电极。在n掺杂氮化物半导体层的第一区域上形成n电极。

Description

氮化物半导体发光器件
技术领域
本发明涉及一种氮化物半导体发光器件，更具体地说，本发明涉及一种适合用于大功率照明系统的大尺寸高效氮化物半导体发光二极管。
背景技术
在本技术领域内众所周知，诸如GaZ、InN和AlN的III-V组半导体晶体形式的氮化物半导体广泛用于发光二极管(LED)，该发光二极管发出一种波长的光(例如，紫外线和绿光)，特别是蓝光。由于在满足晶体生长晶格匹配条件的诸如蓝宝石衬底和SiC衬底的绝缘衬底上，制造氮化物半导体，所以需要在发光结构的上表面上大致水平设置p掺杂和n掺杂的氮化物半导体层。
平面LED的缺点是，有效发光面积不够，而且每个发光面积的发光效率低，因为与其中两个电极均排列在其发光结构的顶部和底部的垂直LED不同，发光区上的电流流动分布不均匀。将参考图1a和1b说明平面LED的例子和受限发光效率。
图1a和1b示出传统氮化物半导体LED 10的例子。
图1a所示的氮化物半导体LED 10具有p电极19和n电极18，p电极19和n电极18排列在大致为矩形的LED体之上的对角上。因此，传统氮化物半导体LED 10具有并排水平排列其p电极19和n电极18的平面结构。
将参考图1b对其做更详细说明，图1b示出沿图1a中的A-A’取的纵向剖视图，氮化物半导体LED 10具有形成在衬底11上的n掺杂氮化物半导体层12、有源层14以及p掺杂氮化物半导体层16，它们以在蓝宝石衬底11上的此顺序一个在另一个之上。在此说明书中，可以利用诸如锡掺杂氧化铟或氧化锡铟(ITO)的透明电极层17覆盖p掺杂氮化物半导体层16，以提高接触电阻。
如上所述，因为在形成或者生长氮化物半导体层时使用的蓝宝石衬底11是电绝缘的，所以去除部分p掺杂氮化物半导体层16和有源层14，以形成与n掺杂氮化物半导体层12相连的n电极18。因为用于生长氮化物半导体的衬底是电绝缘的，所以氮化物半导体LED 10具有其p电极19和n电极18水平排列在同一侧上的平面结构。
在图1a和1b所示的平面半导体LED 10上，电流集中在两个电极之间的最短路径上，以使电流密度集中的电流路径变窄，这与垂直LED允许垂直电流流动不同。此外，横向电流流动，提高了驱动电压，因为存在大串联电阻，因此减小了实际发光面积。即，氮化物半导体LED的缺陷是，因为平面结构的局限性而导致单位面积上的电流密度小，而且因为发光面积小而导致面积效率低。因此，已经认识到，非常难以获得用于照明系统的大尺寸的大功率LED(例如：1000×1000μm)。
为了解决这些问题，已经开发了可以提高电流密度和面积效率的诸如p电极和n电极配置和排列的各种形式的传统方法，如图2至3b所示。
图2是其n掺杂氮化物半导体22、有源层以及p掺杂氮化物半导体层(未示出)以此顺序一个在另一个上面位于衬底上的LED的平面图。在LED之上，形成p电极29和n电极28，将它们连接到p掺杂氮化物半导体层(或透明电极层27，如果存在)以及n掺杂氮化物半导体层22。n电极28包括两个接触焊盘28a和多个分别从接触焊盘28a伸出的电极指(electrode finger)28b，而p电极29包括两个接触焊盘29a和多个分别从接触焊盘29a伸出的电极指29b，其中n电极指28b与p电极指29b交替出现。通过电极指28b和29b，这种电极结构可以提供单独电流路径，以降低电极之间的横向平均距离。因此，对于大尺寸LED，这样可以降低串联电阻、提高整个区域上的电流密度的均匀性以及确保对整个上表面具有足够发光面积。
然而，存在的问题是，各电极指28b和29b末端的光功率比其其他邻近部分的光功率低，因为它们基本上远离通过其引入电流的接触焊盘28a和29a。
图3a和3b示出另一种传统电极结构的氮化物半导体LED 30。参考图3a，p电极39包括：接触焊盘39a，形成在LED 30之上的大致中心区域上；以及4个电极指39b，以对角方向，从接触焊盘39a伸出。N电极38包括：接触焊盘38a，在LED 30之上的角部附近形成；延伸部分38b，从接触焊盘38a伸出，沿外围附近延伸，以包围p电极39；以及4个电极指38c，从延伸部分38b向着p电极接触焊盘39a伸出。
如图3b所示，氮化物半导体LED 30的发光结构包括以此顺序一个在另一个上面形成在衬底31上的n掺杂氮化物半导体层32、有源层34以及p掺杂氮化物半导体层36。在发光结构之上，可以在p掺杂氮化物半导体36之上形成透明电极37，以提高与p电极38的接触电阻。在此，在沿LED 30的外围露出的n掺杂氮化物半导体层32上形成n电极接触焊盘38a和n电极延伸部分38b，而在透明电极37上形成p电极接触焊盘39a和p电极指39b，并将它们电连接到p掺杂氮化物包层37。
在图3a和3b所示的氮化物半导体LED 30上，因为所形成的接触焊盘和其他电极区域的端子比图2所示结构内的短，而且两个电极均匀分布在整个区域上，所以可以减小串联电阻，从而提高发光效率，而且可以均匀分布电流密度。
然而，因为为了形成n电极而去除了大量有源层，所以这种电极结构的缺点是，相对于原始生长发光结构，显著减小了实际发光面积，而且根据LED尺寸的增大，单位面积的发光效率反而降低。
因此，在本技术领域内，在不停地研究可以确保使大尺寸氮化物半导体LED具有大功率的新颖电极结构和排列。
发明内容
因此，为了解决现有技术的上述问题，提出本发明。
本发明的目的是提供一种氮化物半导体LED，该氮化物半导体LED具有排列在LED之上的内部区域内的n电极以及包围该n电极排列的p电极，以便实现可以确保更大有效发光面积，同时确保更有效电流分布的几何图形。
根据实现该目的的本发明的一个方面，提供了一种氮化物半导体LED，该氮化物半导体LED包括：发光结构，包括：n掺杂半导体层，其上具有第一区域和围绕该第一区域的第二区域；有源层，形成在n掺杂半导体层的第二区域上；以及p掺杂氮化物半导体层，形成在有源层上；p电极，形成在p掺杂半导体层上；以及n电极，形成在n掺杂氮化物半导体层的第一区域上。
n掺杂氮化物半导体层之上的第一区域优先对应于n掺杂氮化物半导体层的大致中心区域，而且可以在该中心区域上形成n电极。
该氮化物半导体LED可以进一步包括用于降低p掺杂氮化物半导体层与p电极之间的接触电阻的透明电极层。
p电极优先具有：至少一个接触焊盘；以及至少一个延伸部分，沿p掺杂氮化物半导体层的外围从该接触焊盘延伸，而且可以形成p电极以包围该n电极。
根据更优选实施例，发光结构可以具有4个角部和分别将其上的相邻角部连接在一起的4个边，p电极可以具有：至少一个接触焊盘，设置在4个角部至少之一的附近；以及延伸部分，沿4个边从接触焊盘延伸。
在该实施例中，可以以各种方式修改P电极。即，p电极可以进一步包括：至少一个p电极指，从接触焊盘和/或延伸部分向着该n电极伸出。此外，p电极进一步具有在横向从至少一个p电极指的端部伸出预定长度的电极条。
同样，可以以各种方式修改本发明的n电极。
n电极可以进一步包括：接触焊盘，形成在n掺杂氮化物半导体层的大致中心区域上；以及至少一个n电极指，在n掺杂氮化物半导体层上，从接触焊盘伸出。
在发光结构具有4个角部和分别将其上的相邻角部连接在一起的4个边的实施例中，n电极指可以包括4个分别从4个角部伸出的电极指。此外，n电极可以进一步具有在横向从至少一个n电极指的端部伸出预定长度的电极条。
根据用于实现该目的的本发明的另一个方面，提供了一种氮化物半导体LED，该氮化物半导体LED包括：发光结构，包括以此顺序一个在另一个之上的：n掺杂半导体层、有源层以及p掺杂氮化物半导体层；p电极，包括：至少一个接触焊盘，形成在p掺杂氮化物半导体层的预定区域上；以及延伸部分，沿n掺杂氮化物半导体层的外围从接触焊盘延伸；以及n电极，包括至少一个形成在被p电极包围的n掺杂氮化物半导体层的预定区域上的接触焊盘。
在该实施例中，p电极包围的n掺杂氮化物半导体层上的区域可以被分割为多个同样大小的子区域，而n电极接触焊盘可以包括多个分别排列在多个子区域的大致中心部分的接触焊盘。这样，n电极进一步包括在接触焊盘之间延伸以及/或者从接触焊盘向p电极延伸的延伸部分。此外，n电极延伸部分至少将一些n电极接触焊盘连接在一起。
附图说明
图1a和1b是示出传统氮化物半导体LED的例子的平面图和侧面剖视图；
图2是示出传统氮化物半导体LED的例子的平面图；
图3a和3b是示出传统氮化物半导体LED的另一个例子的平面图和侧面剖视图；
图4a和4b是示出根据本发明实施例的氮化物半导体LED的平面图和侧面剖视图；
图5a至5c是示出根据本发明变换实施例的氮化物半导体LED的平面图和侧面剖视图；
图6a至6c是示出用于根据本发明的氮化物半导体LED的n电极结构的各种修改的平面图；
图7a和7b是示出用于根据本发明的氮化物半导体LED的p电极结构的各种修改的平面图；
图8a和8b是示出根据本发明的氮化物半导体LED内的p和n电极结构的各种修改的平面图；
图9a至9c是分别示出传统氮化物半导体LED以及本发明的氮化物半导体LED的照片；
图10a和10b是示出图9a至9c所示氮化物半导体LED的正向电压特性和电流亮度特性的曲线图；
图11a至11c是在电流为100mA时，分别示出图9a至9c所示氮化物半导体LED的亮度的照片；
图12a至12c是在电流为300mA时，分别示出图9a至9c所示氮化物半导体LED的亮度的照片；以及
图13a至13c是分别示出具有多个接触焊盘的n电极结构的氮化物半导体LED的平面图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细说明本发明的优选实施例。
图4a和4b是示出根据本发明实施例的氮化物半导体LED的平面图和侧面剖视图。
参考图4a，图4a示出在其上形成其n电极48和p电极49的LED40。在n掺杂氮化物半导体层42的预定区域上形成n电极48。N电极48的预定区域被确定在有源层44和p掺杂氮化物半导体层46包围的n掺杂半导体层42的内部区域内。n电极48可以优先是在n掺杂氮化物半导体层42的中心区域上形成的接触焊盘。
在p掺杂氮化物半导体层46上形成p电极49，而且p电极49包括：接触焊盘49a，在p掺杂氮化物半导体层46的角部形成；以及延伸部分49b，沿上侧外围附近从接触焊盘49a延伸。特别是，可以这样形成p电极49的延伸部分49b，以便完全包围n电极48。如图4a所示。尽管该实施例示出p电极49直接接触p掺杂氮化物半导体层46，但是在大量实际应用中，可以在p电极49与p掺杂氮化物半导体层46之间形成用于降低接触电阻的透明电极层。P电极49还被称为p接合电极。
与此类似，本发明的氮化物半导体LED 40提供了一种新颖电极排列，在这种新颖电极排列中，n电极48形成在n掺杂氮化物半导体层42的内部区域内，而p电极49形成在围绕n电极48的氮化物半导体层46上。
本发明人发现，与图3a所示的电极结构相反排列的n电极48和p电极49可以减少去除的有源区域，以提高实际发光面积，并改善电流分布效应和正向电压特性，从而提高实际发光效率，去除有源区域是因为图3a所示电极结构的几何形状导致的。
对此做更详细说明，根据通过为了减少去除的有源层而将n电极设置在内部区域内，以及使p电极围绕n电极获得的新颖几何排列结构，可以提高本发明的发光面积，形成n电极需要去除有源层。即，在氮化物半导体LED中，如果根据该几何结构将n电极设置在内部而非外部，则可以从将在其上形成n电极的预定区域上选择性地少量去除p掺杂氮化物半导体层和有源层，从而减小要去除的有源层的面积。下面将参考图9a至12c更详细说明改善的正向电压特性以及作为本发明的另一个效果提高的整个发光效率。
为了在两个电极之间更均匀分布电流，在上述本发明范围内，图4a所示该实施例的LED结构可以采用各种电极结构变型。
图5a至5c是示出根据本发明变换实施例的氮化物半导体LED的平面图和侧面剖视图，其中对n电极进行修改以更有效分布电流。
参考图5a，图5a示出在其上形成其n电极58和p电极59的LED50。n电极58包括：接触焊盘58a，形成在n掺杂氮化物半导体层52的中心区域上；以及4个电极指58b，从接触焊盘58a伸出。P电极59包括：两个接触焊盘59a，形成在两个对角上；以及延伸部分59b，沿上侧外围附近形成。如图5b和5c所示，在n掺杂氮化物半导体层52的中心区域形成n电极58，而沿p掺杂半导体56的外围附近形成p电极59。在该实施例的LED 50中，尽管个接触焊盘59a均可以通过引线接合或倒装片接合连接到外部电路，但是可以选择接触焊盘59a之一连接到外部电路。
可以形成p电极59的延伸部分59b，以完全包围n电极58，如图5a所示。在图5a所示的实施例中，n电极指58b从n电极指58a向p电极59的延伸部分59b的4个边的中心部分延伸。n电极指58b用作用于缩短p电极59与n电极58之间的电流路径的装置，以降低串联电阻，同时确保在整个发光区域上具有更均匀电流分布。
因为n电极58排列在n掺杂氮化物半导体层52的中心部分，围绕n电极58排列p电极59以及在n电极59内进一步形成n电极指58b以向着发光结构的各边延伸，所以可以进一步提高电流分布效应。为了提高电流分布效应，可以将n电极修改为各种形式。图6a至6c是示出n电极结构的各种例子的平面图。
图6a示出除了各电极条68c在横向分别从各n电极指68b的端部伸出预定长度之外，与图5a所示n电极结构相同的电极结构。如图6a所示，该实施例的氮化物半导体LED 60具有：n电极68，与n掺杂氮化物半导体层62相连；以及p电极69，与其上的p掺杂氮化物半导体层66相连。P电极69具有：两个接触焊盘69a，分别形成在两个对角上；以及延伸部分69b，沿其上的外围附近从接触焊盘69a延伸。n电极68包括：接触焊盘68a，形成在n掺杂氮化物半导体层62的中心区域上；4个电极指68b，从接触焊盘68伸出；以及电极条68c，在横向分别从各电极指68b的端部伸出预定长度。正如电极指68b那样，n电极条68c可以用作用于在整个发光区域上实现均匀电流分布，同时缩短n电极68与p电极69之间的电流路径的装置。
图6b示出除了电极指78b具有不同取向外，其4个n电极指78b与图5a所示n电极指相同的n电极结构。
图6b所示的氮化物半导体LED 70具有：n电极78，与n掺杂氮化物半导体层72相连；以及p电极79，与其上的p掺杂氮化物半导体层76相连。P电极79包括：两个接触焊盘79a，分别形成在两个对角上；以及延伸部分79b，沿上侧外围附近从接触焊盘79a延伸。n电极78包括：接触焊盘78a，形成在n掺杂氮化物半导体层72的中心区域上；以及4个电极指78b，从接触焊盘78a向着各角部伸出。正如图5b所示的p电极指59b，P掺杂氮化物半导体层76上向着各角部伸出的n电极指78b可以用作用于在整个发光区域上实现均匀电流分布，同时缩短电流路径的装置。正如在此实施例中，向着p掺杂氮化物半导体层76伸出的各n电极指78b可以具有不同长度。为了实现更均匀电流分布，指向p电极接触焊盘79a形成的一对n电极指78b优先比另一对n电极指78b短。
图6c示出对图6b所示n电极结构进行修改获得的n电极结构，其中在横向在n电极指88b的端部形成预定长度的电极条88c。
图6c所示的氮化物半导体LED 80具有：n电极88，与n掺杂氮化物半导体层82相连；以及p电极89，与其上的p掺杂氮化物半导体层86相连。p电极包括：2个接触焊盘89a，分别形成在两个对角；以及延伸部分89b，沿p掺杂氮化物半导体层86的上侧外围附近从接触焊盘89a延伸。n电极88包括：接触焊盘88a，形成在n掺杂氮化物半导体层82的中心区域上；4个电极指88b，从接触焊盘88a伸出；以及电极条88c，在横向分别以预定长度形成在电极指88b的端部。
作为一种选择，本发明可以修改p电极结构，而不修改n电极结构。图7a和7b示出具有修改的p电极结构的本发明的另一个变换实施例。
图7a示出其4个p电极指98b向着设置在中心的n电极98伸出的LED结构。
图7a所示的氮化物半导体LED具有：n电极98，与n掺杂氮化物半导体层92相连；以及p电极99，与其上的p掺杂氮化物半导体层96相连。n电极98仅由在n掺杂氮化物半导体层92的中心区域形成的接触焊盘构成，而p电极包括：接触焊盘99a，分别形成在两个对角；延伸部分99b，沿p掺杂氮化物半导体层96之上的外围附近从接触焊盘98a延伸；以及4个电极指99c，分别从各角部向着n电极98伸出。在该实施例中，与上述n电极指相同，p电极指用作用于在整个发光区域上实现更均匀电流分布，同时缩短电流路径的装置。
图7b示出其p电极指109c不同于图7a所示p电极指的另一种LED结构。
图7b所示的氮化物半导体LED 100具有：n电极108，与n掺杂氮化物半导体层102相连；p电极109，与其上的p掺杂氮化物半导体层106相连。n电极108仅由形成在n掺杂氮化物半导体层102的中心区域上的接触焊盘构成，而p电极109包括：2个接触焊盘109a，形成在两个对角上；延伸部分109b，沿p掺杂氮化物半导体层106之上的外围附近从接触焊盘109a延伸；以及4个电极指109c，从延伸部分109c的4个边向n电极108伸出。p电极指109c还具有分别以预定长度在横向形成在其端部的p电极条109d。在p电极指109c的端部，电极条109d可以提高n电极108与p电极109之间的电流密度，以进一步提高总发光效率。
通过将上述两个电极结构，即n电极结构和p电极结构组合在一起，本发明可以提供更多的实施例。图8a和8b示出具有改进型p电极结构和n电极结构的又一种变换实施例。
在图8a所示的氮化物半导体LED 110上，n电极118包括：接触焊盘118a，形成在n掺杂氮化物半导体层112的中心区域上；4个电极指118b，分别从接触焊盘118a指向各边的中心部分；以及电极条118c，分别形成在电极指118的端部。此外，与p掺杂氮化物半导体层116相连的p电极119包括：2个接触焊盘119a，形成在两个对角上；延伸部分119b，沿p掺杂氮化物半导体层116之上的外围附近从接触焊盘119a延伸；以及4个电极指119c，分别从角部向n电极接触焊盘118a伸出。
尽管主要根据大致矩形的发光结构对该实施例的电极结构进行了描述，但是p电极119具有沿对角线方向排列的电极指119c，而n电极118具有与由两个p电极指119c之间确定的单独区域交叉的电极指118b。为了缩短到p电极119的电流路径，n电极118也具有电极条118c，各电极条118c分别在横向形成在电极指118的端部。
在图8b所示的氮化物半导体LED 120上，n电极128包括：接触焊盘128a，形成在n掺杂氮化物半导体层122的中心区域上；4个电极指128b，分别从接触焊盘128a向各角部排列；以及电极条128c，在横向形成在电极指128b的端部。此外，与p掺杂氮化物半导体层126相连的p电极129包括：2个接触焊盘129a，分别形成在两个对角上；延伸部分129b，沿p掺杂氮化物半导体层126的外围附近从接触焊盘129a延伸；以及4个电极指129c，分别从各边的中心部分向n电极接触焊盘128a延伸。
尽管主要根据大致矩形发光结构对该实施例的电极结构进行了描述，但是p电极129具有以交叉形式排列的电极指129c，而n电极128包括在p电极指129c之间确定的单独区域内以对角线方向排列的电极指128b。此外，为了缩短到p电极129的电流路径，n电极128还具有分别在横向形成在电极指128b的端部的电极条128c。
例子
为了检验根据本发明的氮化物半导体LED的这些改进的特性，在约1000×1000μm尺寸的矩形蓝宝石衬底上，以同样的部件和厚度制造3个氮化物半导体LED。
将头两个LED结构制分别制造成图2和3a所示电极结构的氮化物半导体LED。图9a和9b分别示出这样制造的传统氮化物半导体LED。所制造的剩下的一个LED结构具有与图8a所示电极结构相同的电极结构。图9c示出这样制造的根据本发明的氮化物半导体LED。
尽管图9c所示根据本发明的LED的电极图形与图9b所示传统LED的电极图形类似，但是与图9b所示的电极图形不同，它具有形成在中心区域上的n电极和为了围绕n电极而形成在上面外围部分的p电极。
利用p电极接触焊盘和n电极接触焊盘之任一上的引线接合，对图9a至9c所示的LED施加预定值的电压。然后，测量各LED的电流，以确定它们的正向电压特性，然后，观测亮度。图10a和10b中的曲线图示出获得的正向电压特性和电流—亮度特性。在示出用于照明的大功率LED的特性的同时，作为参考，利用参考符号s表示传统氮化物半导体LED(350×350μm尺寸)的特性。
首先，参考图10a，利用参考符号a至c分别示出图9a至9c所示LED的正向电压特性。根据图10a，可以明白，图9c所示的LED比图9a和9b所示的传统LED具有更好的正向电压特性。
特别是，图9c所示的LED与图9b所示LED具有大致同样的尺寸和类似配置的电极结构，但是与图9b所示LED的p电极和n电极相比，图9c所示LED的p电极与n电极互相交换了位置。根据图10a所示的结果，可以明白，通过将n电极设置在内部，而使p电极包围n电极，如图9c所示，可以改善正向电压特性。
接着，图10b示出在图9a至9c所示的LED中，光功率随电流的变化而变化。如图10b所示，可以明白，图9c所示的LED显示最高亮度，并因此具有最佳光功率。
为了利用肉眼将图9a至9c所示的氮化物半导体LED的不同光功率进行比较，图11a至11c以及图12a至12c分别示出在电流为100mA和300mA时工作的氮化物半导体LED的照片。如图11a至11c和图12a至12c所示，可以发现，在上述输入电流情况下，根据本发明的、图11c和12c所示LED显示最佳光功率。
特别是，根据不同的正向电压特性，图9b和9c所示LED显示比预期更好的不同的光功率特性。改善了光功率特性，因为图9c所示的LED具有更有利的几何配置，该几何配置可以实现比图9b所示LED的发光面积大的发光面积。
即，因为与图9b所示的其n电极沿外围排列的LED相比，图9c所示的其n电极被排列在内部的LED可以更显著减小形成n电极所需面积，所以对于确保较大发光面积，图9c所示LED更有利。
本发明的LED可以有利地应用于通常用于照明的大功率LED。尽管通过组合几种小尺寸LED，可以提供用于照明的大功率LED，但是可以利用至少1000×1000μm的大尺寸LED实现它们。本发明可以更有利地应用于这种大尺寸、大功率LED。特别是在为了确保较高光功率，而提高LED的尺寸的情况下，为了实现均匀电流分布，可以进一步设置通过诸如引线的连接装置连接到外部电源的接触焊盘。例如，如图6a至8b所示，p电极可以具有两个位于两个对角的接触焊盘，或者4个位于各角部的接触焊盘。尽管多个接触焊盘的位置并不局限于角部，但是可以优先以均匀间隔排列各接触焊盘。
同样，还是为了在更大面积上实现均匀电流分布，可以利用多个接触焊盘实现n电极结构。
图13a至13c是分别示出具有多个接触焊盘的n电极结构的氮化物半导体LED的平面图。
在图13a所示的氮化物半导体LED 130上，p电极139包括：接触焊盘139a，形成在角部；以及延伸部分139b，沿p掺杂氮化物半导体层136的外围形成。n电极132具有4个与n掺杂氮化物半导体层132相连的n电极接触焊盘138a。为了在大面积上实现均匀电流分布，在整个发光面积的4个四开区域的中心位置分别形成n电极接触焊盘138a。
在图13b所示的氮化物半导体LED 140上，与图13a所示n电极相同，n电极具有4个与n氮化物半导体层142相连的n电极接触焊盘148a，而p电极149具有：接触焊盘149a，形成在角部；延伸部分，沿p掺杂氮化物半导体层146的外围形成；以及4个电极指149c，从延伸部分的4个边的中心部分延伸到n电极接触焊盘之间。
在图13c所示的氮化物半导体LED 150上，p电极159包括：接触焊盘159a，形成在角部；延伸部分159b，沿p掺杂氮化物半导体层156的外围形成；以及4个电极指159c，从延伸部分159b的4个边的中心部分延伸到n电极接触焊盘之间。n电极158可以包括：4个n电极接触焊盘158a；以及交叉延伸部分158b，用于连接n电极接触焊盘158a，而不与p电极159发生干扰。
可以以各种方式修改或者变更本发明的LED，以适当增加每个电极的接触焊盘的数量，从而甚至在大尺寸LED上仍可以实现足够均匀的电流分布效应。除了通过增加接触焊盘的数量获得的上述变型外，还可以对其他实施例进行各种修改，而保持本发明的基本结构不变，本发明的基本结构具有：n电极，位于发光结构之上，排列在内部，被发光结构的p掺杂氮化物半导体层包围；以及p电极，沿p掺杂氮化物半导体层之上的外围形成，以包围该n电极。
尽管参考特定说明性实施例以及附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于此，而由所附权利要求确定本发明。显然，在本发明的实质范围内，本技术领域内的普通技术人员可以以各种形式替换、变更或者修改各实施例。
如上所述，本发明可以实现一种新颖电极排列，在该新颖电极排列中，n电极形成在内部区域上，而围绕该n电极设置p电极，以使形成n电极过程中有源区域的减小实现最小化，并提高正向电压特性，从而显著提高总体发光效率。

Claims (23)

1.一种氮化物半导体LED，该氮化物半导体LED包括：
发光结构，包括：n掺杂半导体层，其上具有第一区域和围绕该第一区域的第二区域；有源层，形成在n掺杂半导体层的第二区域上；以及p掺杂氮化物半导体层，形成在有源层上；
p电极，形成在p掺杂半导体层上；以及
n电极，形成在n掺杂氮化物半导体层的第一区域上。
2.根据权利要求1所述的氮化物半导体LED，其中n掺杂氮化物半导体层之上的第一区域对应于n掺杂氮化物半导体层的大致中心区域。
3.根据权利要求1所述的氮化物半导体LED，该氮化物半导体LED进一步包括用于降低p掺杂氮化物半导体层与p电极之间的接触电阻的透明电极层。
4.根据权利要求1所述的氮化物半导体LED，其中p电极具有：至少一个接触焊盘；以及至少一个延伸部分，沿p掺杂氮化物半导体层的外围从该接触焊盘延伸。
5.根据权利要求4所述的氮化物半导体LED，其中形成p电极以包围该n电极。
6.根据权利要求5所述的氮化物半导体LED，其中发光结构具有4个角部和其每个分别将其上的相邻角部连接在一起的4个边，以及
其中p电极具有：至少一个接触焊盘，设置在4个角部至少之一的附近；以及延伸部分，沿4个边从接触焊盘延伸。
7.根据权利要求6所述的氮化物半导体LED，其中p电极进一步具有：至少一个p电极指，从接触焊盘和/或延伸部分向着该n电极伸出。
8.根据权利要求7所述的氮化物半导体LED，其中该至少一个p电极指包括4个分别从4边的中心区域伸出的p电极指。
9.根据权利要求7所述的氮化物半导体LED，其中p电极指包括4个分别从4个角部伸出的p电极指。
10.根据权利要求7所述的氮化物半导体LED，其中p电极进一步具有在横向从至少一个p电极指的端部伸出预定长度的电极条。
11.根据权利要求1所述的氮化物半导体LED，其中n电极包括：接触焊盘，形成在n掺杂氮化物半导体层的大致中心区域上；以及至少一个n电极指，在n掺杂氮化物半导体层上，从接触焊盘伸出。
12.根据权利要求11所述的氮化物半导体LED，其中p电极包括：至少一个接触焊盘；以及至少一个延伸部分，沿p掺杂氮化物半导体层的外围从接触焊盘延伸。
13.根据权利要求12所述的氮化物半导体LED，其中形成p电极以包围n电极。
14.根据权利要求13所述的氮化物半导体LED，其中p电极进一步包括：至少一个p电极指，从接触焊盘和/或延伸部分向着该n电极伸出。
15.根据权利要求11所述的氮化物半导体LED，其中发光结构具有4个角部和其每个用来分别将其上的相邻角部连接在一起的4个边，以及
其中n电极指包括：4个分别向着4个角部伸出的电极指。
16.根据权利要求15所述的氮化物半导体LED，其中p电极包括：至少一个接触焊盘；至少一个延伸部分，沿p掺杂氮化物半导体层的上侧外围附近从接触焊盘延伸以包围n电极；以及4个p电极指，从p电极的4边的中心部分向n电极接触焊盘伸出。
17.根据权利要求11所述的氮化物半导体LED，其中发光结构具有4个角部和其每个分别将其上的相邻角部连接在一起的4个边，以及
其中至少一个n电极指包括4个分别向着4边伸出的电极指。
18.根据权利要求17所述的氮化物半导体LED，其中p电极包括：至少一个接触焊盘；至少一个延伸部分，沿p掺杂氮化物半导体层的上侧外围附近从接触焊盘延伸以包围n电极；以及4个p电极指，从p电极的4个角部向n电极接触焊盘伸出。
19.根据权利要求11所述的氮化物半导体LED，其中n电极进一步具有在横向从至少一个n电极指的端部伸出预定长度的电极条。
20.一种氮化物半导体LED，该氮化物半导体LED包括：
发光结构，包括以此顺序一个在另一个之上的：n掺杂半导体层、有源层以及p掺杂氮化物半导体层；
p电极，包括：至少一个接触焊盘，形成在p掺杂氮化物半导体层的预定区域上；以及延伸部分，沿n掺杂氮化物半导体层的外围从接触焊盘延伸；以及
n电极，包括至少一个形成在被p电极包围的n掺杂氮化物半导体层的预定区域上的接触焊盘。
21.根据权利要求20所述的氮化物半导体LED，其中p电极包围的n掺杂氮化物半导体层上的区域被分割为多个同样大小的子区域，而n电极接触焊盘包括多个分别排列在多个子区域的大致中心部分的接触焊盘。
22.根据权利要求21所述的氮化物半导体LED，其中n电极进一步包括在接触焊盘之间延伸以及/或者从接触焊盘向p电极延伸的延伸部分。
23.根据权利要求22所述的氮化物半导体LED，其中n电极延伸部分至少将一些n电极接触焊盘连接在一起。
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