[发明专利]一种高效垂直结构LED芯片n电极图案的分析方法

摘要

本发明属于LED的技术领域，公开了一种高效垂直结构LED芯片n电极图案的分析方法。所述方法为(1)采用Tracepro软件依次构建垂直结构LED芯片模型衬底、p电极层、外延层，绘制n电极图案，构建接触靶面，设置材料参数和光源，分析LED芯片模型的出光效率，收集记录数据，优化图案参数；(2)按照上述步骤构建多个不同电极图案的垂直结构LED芯片模型，对比分析各模型的光线数据，得到外量子效率最优的电极图案；(3)在垂直结构LED芯片表面形成n电极图案；(4)性能测试，与模拟的结果对比，得出结论。本发明的方法高效，在较短时间内就能得出性能优异的LED芯片对应的n电极图案，节约了时间、降低了成本。

主权项

一种高效垂直结构LED芯片n电极图案的分析方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)构建垂直结构LED芯片模型衬底：采用Tracepro软件的3D建模功能构建出衬底；(2)构建垂直结构LED芯片模型p电极层：采用Tracepro软件的3D建模功能在衬底上依次构建键合层、p电极保护层、反射镜；(3)构建垂直结构LED芯片模型外延层：采用Tracepro软件的3D建模功能在p电极层上依次构建p‑GaN外延层、量子阱层、n‑GaN外延层；(4)绘制n电极图案：采用Tracepro软件的建模功能及布尔运算功能在n‑GaN外延层上面绘制n电极图案，即采用Tracepro软件的建模功能在n‑GaN外延层上构建图案所需的几何体，并通过Tracepro软件的布尔运算功能，得到所需图案；(5)构建垂直结构LED芯片模型n电极光线接收靶：采用Tracepro软件的建模功能及布尔运算功能在LED芯片模型n电极上方构建光线接触靶面，所述靶面与垂直结构LED芯片中n‑GaN面对应；(6)材料参数设置：分别设定垂直结构LED芯片模型衬底、p电极层、外延层、n电极层材料参数及各种光性能参数；(7)光源设置：采用Tracepro软件面光源设置功能，在量子阱层上下表面各设置一个表面光源属性；所述表面光源特性场角分布为Lambertian发光场型，发射圆锥半径为30°；波长分布为高斯分布，中心波长为465nm，半宽为100nm；发射形式为光通量，发射量为1000流明；每个表面光源最少光线为10条，总光线数10000条，缩放为1；(8)分析LED芯片模型的出光效率：采用Tracepro软件的光线追踪功能，获取接收靶面的辐射度分析图；(9)收集记录数据：记录照度图下方的出射光通量和总光通量的比例数值，并记录所需靶面的总光通量；同时记录图案面积及图案造型；(10)优化图案参数：所述图案参数包括图案面积及图案造型；(11)按照步骤(1)～(10)构建多个不同电极图案的垂直结构LED芯片模型，然后对比分析每个电极图案对应的垂直结构LED芯片模型的光线数据，得到外量子效率最优的电极图案。(12)制备负性光刻胶板，所述负性光刻胶板含有图案，所述图案与Tracepro模拟得到的外量子效率较优的几个图案对应；(13)利用标准光刻工艺，在无n电极的垂直结构LED芯片表面上，采用负性光刻胶匀胶，显影，曝光，此时负性光刻胶形成的图案与n电极图案对应；再通过电子束蒸发台蒸镀n电极金属；接下来采用负胶剥离方法(lift‑off方法)，除去光刻胶以及光刻胶表面的金属，n电极图案形成；(14)在点测机上进行标准点测工艺，得到几种图案下的光输出功率和EQE以及芯片发光图，与Tracepro软件模拟的结果相对比，得出结论。