一種led芯片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種LED芯片，其包括多個電氣隔離的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)，多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極依次電氣連接，所述P型電極和N型電極分別包括位于LED芯片邊緣的至少兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的各自的第一P型電極和第一N型電極，多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)上表面包括第一區(qū)域與第二區(qū)域，第一區(qū)域包括第一P型電極的上表面和第一N型電極的上表面，第二區(qū)域包括除第一區(qū)域外的區(qū)域，第二區(qū)域上設(shè)置有第一絕緣介質(zhì)膜層，第一P型電極和第一N型電極分別延伸有一個延伸部，延伸部沿著第一絕緣介質(zhì)膜層的側(cè)壁向上并從第一絕緣介質(zhì)膜層的邊緣向內(nèi)延伸。通過上述的LED芯片的結(jié)構(gòu)，能夠降低封裝的難度，并且實現(xiàn)高壓工作模式。
【專利說明】—種LED芯片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種LED芯片。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的LED芯片的結(jié)構(gòu)包括正裝結(jié)構(gòu)和倒裝結(jié)構(gòu)。其中，正裝結(jié)構(gòu)的LED芯片在封裝時需將襯底粘貼到管殼上，發(fā)光區(qū)到散熱管殼的距離遠，因此熱阻大，不利于散熱。因此，為了提高散熱效果，通常選用倒裝結(jié)構(gòu)，倒裝結(jié)構(gòu)的LED芯片在封裝時將芯片電極直接焊接到管殼電極上，具有很低的熱阻。但是，倒裝結(jié)構(gòu)的LED芯片工作電壓低、光效較低以及電極間距小，造成封裝困難。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種LED芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)高壓工作模式，此外還可克服電極間距小而引起的封裝困難的缺點。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供一種LED芯片，其包括襯底和設(shè)置在所述襯底上的多個電氣隔離的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)。每個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)包括P型電極和N型電極，多個所述LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極通過電連接線依次電氣連接。所述P型電極和N型電極分別包括位于LED芯片邊緣的至少兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的各自的第一 P型電極和第一 N型電極,多個所述LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的上表面包括第一區(qū)域與第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括所述第一 P型電極的上表面和所述第一 N型電極的上表面，所述第二區(qū)域包括除所述第一區(qū)域外的區(qū)域；所述第二區(qū)域上設(shè)置有第一絕緣介質(zhì)膜層；所述第一 P型電極和第一 N型電極分別延伸有一個延伸部，所述延伸部沿著所述第一絕緣介質(zhì)膜層的側(cè)壁向上并從第一絕緣介質(zhì)膜層的邊緣向內(nèi)延伸。
[0005]其中，在每個所述LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極之間的側(cè)壁表面，以及相鄰的兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極之間的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上設(shè)置有第二絕緣介質(zhì)膜層。
[0006]其中，所述第一絕緣介質(zhì)膜層和所述第二絕緣介質(zhì)膜層分別包括至少一層氮化硅膜、氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜或高分子絕緣膜。
[0007]其中，延伸部在所述LED芯片上的投影面積的總和不小于LED芯片面積的80%。
[0008]其中，所述延伸部是由鉻、鎳、鈦、鎢、金、銀、鋁或銅中的一種或至少兩種形成的金屬層。
[0009]其中，所述金屬層包括位于所述第一 P型電極和所述第一 N型電極正上方的兩個第一金屬層以及分別從兩個所述第一金屬層末端沿第一絕緣介質(zhì)膜層表面向內(nèi)延伸的兩個第二金屬層，其中，所述第二金屬層上電鍍有加厚層，所述加厚層由金組成或由銅及其上的薄金層組成。
[0010]其中，所述加厚層上設(shè)置有由金錫合金組成的焊料層。
[0011]本實用新型的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實用新型的LED芯片由多個電氣隔離的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極通過電連接線依次電氣連接，并且在LED芯片邊緣的至少兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的各自的第一 P型電極和第一 N型電極外的區(qū)域上設(shè)置有第一絕緣介質(zhì)膜層，第一 P型電極和第一 N型電極分別延伸有一個延伸部，延伸部沿著第一絕緣介質(zhì)膜層的側(cè)壁向上并從第一絕緣介質(zhì)膜層的邊緣向內(nèi)延伸。因此，通過多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)電氣連接,加大了作為LED芯片的封裝電極的第一 P型電極和第一 N型電極之間的距離，從而降低了封裝的難度，并且工作電壓可以由多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的工作電壓形成，實現(xiàn)高壓工作模式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例提供的一種LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0013]請參閱圖1，圖1是本實用新型實施例提供的一種LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例的LED芯片10包括襯底11和設(shè)置在襯底11上的多個電氣隔離的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12。其中，每個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12包括P型電極121和N型電極122，多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的P型電極121和N型電極122通過電連接線13依次電氣連接，使得LED芯片10的工作電壓可以由多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的工作電壓形成，從而實現(xiàn)高壓工作模式。本實施例中，所述P型電極121和N型電極122分別包括位于LED芯片10的邊緣的兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的各自的第一 P型電極1211和第一 N型電極1221。
[0014]本實施例中，多個LED發(fā)光外延層12的上表面包括第一區(qū)域100與第二區(qū)域101。其中，第一區(qū)域100包括第一 P型電極1211的上表面和第一 N型電極1221的上表面，第二區(qū)域101包括除第一區(qū)域100外的區(qū)域。第二區(qū)域101上設(shè)置有第一絕緣介質(zhì)膜層14，第一絕緣介質(zhì)層14的表面平整，從而保護了在第二區(qū)域101的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12及電連接線13不受外部影響。
[0015]在其他實施例中，第一區(qū)域100還可以包括位于LED芯片10的邊緣的兩個以上的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的各自的第一 P型電極1211的上表面和第一 N型電極1221的上表面。具體包括的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的個數(shù)由實際情況而定，在此不再贅述。
[0016]本實施例中，第一 P型電極1211和第一 N型電極1221分別延伸一個延伸部120，延伸部120沿著第一絕緣介質(zhì)膜層14的側(cè)壁向上并從第一絕緣介質(zhì)膜層14的邊緣向內(nèi)延伸。第一 P型電極1211和第一 N型電極1221與其各自的延伸部120分別作為LED芯片10的封裝電極與外部電路電連接。
[0017]本實施例中，第一 N型電極1221上的延伸部120直接在第一 N型電極1221的上表面沿著第一絕緣介質(zhì)膜層14的側(cè)壁向上并從第一絕緣介質(zhì)膜層14的邊緣向內(nèi)延伸。在其他實施例中，第一 N型電極1221和其延伸部120也可通過在LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12上挖孔連通來實現(xiàn)。
[0018]可選的，延伸部120在LED芯片10上的投影面積的總和不小于LED芯片10面積的80%，以方便與外部電路電連接。
[0019]因此，在本實施例中，通過連接線13將多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12電氣連接，加大了 LED芯片10的封裝電極之間的距離，進一步的，所述延伸部120加大了 LED芯片10的封裝電極與外部電路進行電連接的面積，從而降低了封裝的難度。
[0020]進一步的，根據(jù)本實用新型的設(shè)計思路，可以設(shè)計多個不同電壓的LED芯片10，滿足不同的需求。
[0021]可選的，襯底11可為藍寶石襯底、碳化硅(SiC)襯底、硅(Si)襯底、氮化鎵(CaN)襯底或者氮化鋁(AlN)襯底。
[0022]本實施例中，每一 LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12還包括從襯底11往上依次設(shè)置的且寬度相同的N型氮化鎵層123、發(fā)光層124以及P型氮化鎵層125。其中，P型電極121設(shè)置在P型氮化鎵層125上，并與P型氮化鎵層125電連接，N型電極122設(shè)置在襯底11上并與N型氮化鎵層123電連接。
[0023]在其他可選實施例中，N型氮化鎵層123的寬度可設(shè)置為大于發(fā)光層124和P型氮化鎵層125的寬度。N型氮化鎵層123相對于發(fā)光層124和P型氮化鎵125突出的部分與N型電極122電連接。
[0024]在其他可選實施例中，N型電極122還可以設(shè)置在P型氮化鎵層125上并與P型氮化鎵層125絕緣。在P型氮化鎵層125和發(fā)光層123上設(shè)置一導(dǎo)通的通孔，通孔露出N型氮化鎵層123并且表面設(shè)置有絕緣物質(zhì)，N型電極122通過通孔與N型氮化鎵層123電連接。
[0025]可選的，多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12之間設(shè)置有溝槽16，并在每個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的P型電極121和N型電極122之間的側(cè)壁表面，以及相鄰的兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的P型電極121和N型電極122之間的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12的側(cè)壁上設(shè)置有第二絕緣介質(zhì)膜層17，以實現(xiàn)多個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12之間的電氣隔離，進一步保證每個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12本身的P型電極121和N型電極122之間的絕緣性。
[0026]可選的，第一絕緣介質(zhì)膜層14和第二絕緣介質(zhì)膜層17分別包括至少一層氮化硅膜、氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜或高分子絕緣膜。并且通過設(shè)計第一絕緣介質(zhì)膜層14、第二絕緣介質(zhì)膜層17或兩者組合的厚度與折射率，使得第一絕緣介質(zhì)層14和第二絕緣介質(zhì)層17具有高反射率。因此，可提高LED芯片10的出光效率。
[0027]在其他可選實施例中，為了節(jié)省設(shè)計的成本以及用料成本，也可以將第一絕緣介質(zhì)膜層14和第二絕緣介質(zhì)膜層17設(shè)置為單層結(jié)構(gòu)，以及不對第一絕緣介質(zhì)膜層14和第二絕緣介質(zhì)膜層17的厚度與折射率進行設(shè)計。
[0028]可選的，延伸部120是由鉻、鎳、鈦、鎢、金、銀、鋁或銅中的一種或兩種形成的金屬層20。其中，金屬層20包括位于第一 P型電極和第一 N型電極正上方的兩個第一金屬層201以及分別從兩個第一金屬層201末端沿第一絕緣介質(zhì)膜層14表面向內(nèi)延伸的兩個第二金屬層202。其中，第一金屬層201和第二金屬層202相互垂直。
[0029]可選的，在第二金屬層202上電鍍一加厚層30，加厚層30由金或組成，或由銅層及其上的薄金層組成。加厚層30的厚度優(yōu)選大于0.3微米。進一步在加厚層30上設(shè)置一由金錫合金組成的焊料層40，以方便與外部電路電連接。
[0030]在另外的實施例中，也可不設(shè)置焊料層40，此時在銅加厚層上鍍上一層薄金層，以進行保護。其中，薄金層的厚度優(yōu)選為1000埃。
[0031]可以理解，所述第一 N型電極1221可通過現(xiàn)有的在LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12上開設(shè)通孔的方式，與LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)12中的N型層進行連通。此時，所述延伸部120則無需從所述LED芯片10的邊緣開始向內(nèi)延伸，節(jié)省了材料，而且縮小了 LED芯片10的體積。
[0032]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED芯片，包括襯底和設(shè)置在所述襯底上的多個電氣隔離的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)，其中，每個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)包括P型電極和N型電極，多個所述LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極通過電連接線依次電氣連接，其特征在于: 所述P型電極和N型電極分別包括位于LED芯片邊緣的至少兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的各自的第一 P型電極和第一 N型電極，多個所述LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的上表面包括第一區(qū)域與第二區(qū)域，所述第一區(qū)域包括所述第一P型電極的上表面和所述第一N型電極的上表面，所述第二區(qū)域包括除所述第一區(qū)域外的區(qū)域；所述第二區(qū)域上設(shè)置有第一絕緣介質(zhì)膜層；所述第一 P型電極和第一 N型電極分別延伸有一個延伸部，所述延伸部沿著所述第一絕緣介質(zhì)膜層的側(cè)壁向上并從第一絕緣介質(zhì)膜層的邊緣向內(nèi)延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，在每個所述LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極之間的側(cè)壁表面，以及相鄰的兩個LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極之間的LED發(fā)光外延結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上設(shè)置有第二絕緣介質(zhì)膜層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述第一絕緣介質(zhì)膜層和所述第二絕緣介質(zhì)膜層分別包括至少一層氮化硅膜、氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜或高分子絕緣膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述延伸部在所述LED芯片上的投影面積的總和不小于所述LED芯片面積的80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述延伸部是由鉻、鎳、鈦、鎢、金、銀、鋁或銅中的一種或至少兩種形成的金屬層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED芯片,其特征在于,所述金屬層包括位于所述第一P型電極和所述第一N型電極正上方的兩個第一金屬層以及分別從兩個所述第一金屬層末端沿第一絕緣介質(zhì)膜層表面向內(nèi)延伸的兩個第二金屬層，其中，所述第二金屬層上電鍍有加厚層，所述加厚層由金組成或由銅及其上的薄金層組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED芯片，其特征在于，所述加厚層上設(shè)置有由金錫合金組成的焊料層。
【文檔編號】H01L33/38GK203859142SQ201420219498
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】柴廣躍 申請人:深圳大學(xué)