一種高壓發光二極體晶片的製作方法
2023-09-15 06:39:50 1
專利名稱：一種高壓發光二極體晶片的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體照明技術領域，特別涉及一種高壓發光二極體晶片。
背景技術：
發光二極體晶片是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，是目前最優前景的新一代光源，廣泛應用於人們的日常生活中。現有的發光二極體晶片為了提高發光亮度，一般會增大晶片的面積，提高注入電流。但如果其P、N電極設計稍有不平衡，這樣的發光二極體晶片就會產生電流的叢聚效應，從而降低其發光效率和可靠性。現有技術中，通過在發光二極體晶片上刻蝕用於將晶片分割成多個相互隔離的子晶片的隔離槽，該隔離槽刻蝕至晶片的襯底層；隔離槽中填充有絕緣物質，以形成絕緣層；絕緣層上面平滑鋪設有將各個子晶片連接起來的電氣連接結構，從而使電流均勻擴展，避免了電流的叢聚效應。在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題現有技術中，隔離槽的側壁即為子晶片的側壁，該側壁與襯底層的表面近似垂直，降低了子晶片側壁的利用率，同時也不利於絕緣層和電氣連接結構的平滑鋪設，容易造成子晶片間的短路或斷路，降低了晶片的可靠性。
實用新型內容為了提高晶片的利用率，增強晶片的可靠性，本實用新型實施例提供了一種高壓發光二極體晶片。所述技術方案如下本實用新型實施例提供了一種高壓發光二極體晶片，所述晶片包括襯底層、依次層疊在所述襯底層上的第一半導體層、發光層、第二半導體層和透明導電層，所述晶片上設有凹槽，所述凹槽從所述透明導電層延伸至所述第一半導體層，所述凹槽內設有用於將所述晶片分割成多個子晶片的隔離槽，所述隔離槽從所述第一半導體層延伸至所述襯底層，所述晶片上還設有第一電極、第二電極和電氣連接結構，所述第一電極設於所述透明導電層上，所述第二電極設於所述凹槽的所述第一半導體層上，所述電氣連接結構將一個所述子晶片的透明導電層與另一個所述子晶片的第一半導體層連接，所述凹槽的側壁與所述第一半導體層的頂面之間的銳角為15 45度，所述隔離槽的側壁與所述襯底層的頂面之間的銳角為40 60度。優選地，所述凹槽的側壁與所述第一半導體層的頂面之間的銳角為30度。優選地，所述隔離槽的側壁與所述襯底層的頂面之間的銳角為45度。 優選地，所述第一電極和所述第二電極分布在所述晶片的對角上。優選地，每個所述子晶片之間相互串聯。優選地，每個所述子晶片的發光區面積相同。可選地，所述子晶片11的數量為2 17顆。可選地，所述晶片為正方形。
3[0016]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過使隔離槽的側壁與襯底層的頂面之間形成光滑的銳角為40 60度，有利於隔離槽內後期透明導電層的完全去除，防止了短路，從而提高了晶片的可靠性，並且增大了子晶片側壁出光的面積，從而增加了晶片側面的出光效果，提高了光的提取效率和發光亮度。同時在凹槽的側壁與第一半導體層的頂面之間以及隔離槽的側壁與襯底層的頂面之間形成一定的角度，有利於絕緣層和電氣連接結構的平滑鋪設，避免子晶片間的短路和短路。
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實用新型實施例中提供的一種高壓發光二極體晶片的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例中提供的一種高壓發光二極體晶片的部分截面示意圖。附圖中，各標號所代表的組件列表如下I襯底層；21第一半導體層；22發光層；23第二半導體層；3凹槽；4隔離槽；5絕緣層；6透明導電層；71第一電極；72第二電極；73電氣連接結構；10晶片；11子晶片。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。實施例參見圖I和圖2，本實用新型實施例提供了一種高壓發光二極體晶片10，該晶片10包括襯底層I、依次層疊在襯底層I上的第一半導體層21、發光層22、第二半導體層23和透明導電層6，晶片10上設有凹槽3，凹槽3從透明導電層6延伸至第一半導體層21，凹槽3內還設有用於將晶片10分割成多個子晶片11的隔離槽4，隔離槽從第一半導體層21延伸至襯底層1，晶片10上還設有第一電極71、第二電極72和電氣連接結構73，第一電極71設於透明導電層6上,第二電極72設於凹槽3的第一半導體層21上，電氣連接結構73將一個子晶片11的透明導電層6與另一個子晶片11的第一半導體層21連接，凹槽3的側壁與第一半導體層21的頂面之間的銳角為15 45度，隔離槽4的側壁與襯底層I的頂面之間的銳角為40 60度。具體地，電氣連接結構73可以通過鋪設金屬層實現，金屬層鋪設在兩個相鄰的子晶片11之間，且金屬層一端與一個子晶片11的第一半導體層21連接，另一端與另一個子晶片11的透明導電層23連接。優選地，凹槽3的側壁與第一半導體層21的頂面之間的銳角為30度。優選地，隔離槽4的側壁與襯底層I的頂面之間的銳角為45度。具體地，通過刻蝕隔離槽4和凹槽3，使得透明導電層經過兩次光刻和腐蝕，完全去除了隔離槽4內的透明導電層6，從而使得提高了高壓LED晶片的可靠性。[0029]具體地，隔離槽4內設有絕緣層5，通過在隔離槽4內填充絕緣物質實現鋪設絕緣層5，由於隔離槽4是設置在凹槽3內，且隔離槽4的側壁與襯底層I的頂面之間的銳角為45度，從而減少了絕緣層5鋪設的深度，降低了填充工藝的複雜度，提高了填充的可行性。優選地，第一電極71和第二電極72分布在晶片10的對角上。具體地，第一電極71為P電極，第二電極72為N電極。優選地，每個子晶片11的發光區面積相同。通過使每個子晶片11的發光面積相同，實現了電流密度一致，子晶片11的發光亮度和衰減幅度一致，提高整個高壓LED晶片的
可靠性。可選地，在本實施例中，子晶片11的數量為2 17顆。在其他實施例中子晶片11的數量也可以為大於17顆，在此並不對子晶片11的數量作限定。通過將晶片10隔離為子晶片11，並在子晶片之間實現電氣連接73，可以簡化後期獨立小晶片串聯封裝的工藝。可選地，晶片10為正方形。在具體實施方案中，該高壓發光二極體晶片工作時，其工作電壓為20-28V，封裝後可作為模塊化發光單元直接用於24V直流電源，也可以通過多個晶片10串並聯，用於更高電壓下的交直流電源。本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過使隔離槽的側壁與襯底層的頂面之間形成光滑的銳角為40 60度，有利於隔離槽內後期透明導電層的完全去除，防止了短路，從而提高了晶片的可靠性，並且增大了子晶片側壁出光的面積，從而增加了晶片側面的出光效果，提高了光的提取效率和發光亮度。同時在凹槽的側壁與第一半導體層的頂面之間以及隔離槽的側壁與襯底層的頂面之間形成一定的角度，有利於絕緣層和導電連接層的平滑鋪設，避免子晶片間的短路和短路。並且該晶片隔離為子晶片，在子晶片之間形成電器連接，簡化了後期獨立小晶片串聯封裝的工藝。另外該晶片能夠適應高壓交直流的運用，節省了變壓器能量轉換的損耗，並降低了成本。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種高壓發光二極體晶片，所述晶片包括襯底層、依次層疊在所述襯底層上的第一 半導體層、發光層、第二半導體層和透明導電層，所述晶片上設有凹槽，所述凹槽從所述透 明導電層延伸至所述第一半導體層，所述凹槽內設有用於將所述晶片分割成多個子晶片的 隔離槽，所述隔離槽從所述第一半導體層延伸至所述襯底層，所述晶片上還設有第一電極、 第二電極和電氣連接結構，所述第一電極設於所述透明導電層上，所述第二電極設於所述 凹槽的所述第一半導體層上，所述電氣連接結構將一個所述子晶片的透明導電層與另一個 所述子晶片的第一半導體層連接，其特徵在於，所述凹槽的側壁與所述第一半導體層的頂面之間的銳角為15 45度，所述隔離槽的 側壁與所述襯底層的頂面之間的銳角為40 60度。
2.如權利要求1所述的晶片，其特徵在於，所述凹槽的側壁與所述第一半導體層的頂 面之間的銳角為30度。
3.如權利要求1所述的晶片，其特徵在於，所述隔離槽的側壁與所述襯底層的頂面之 間的銳角為45度。
4.如權利要求1所述的晶片，其特徵在於，所述第一電極和所述第二電極分布在所述 晶片的對角上。
5.如權利要求1所述的晶片，其特徵在於，每個所述子晶片之間相互串聯。
6.如權利要求1所述的晶片，其特徵在於，每個所述子晶片的發光區面積相同。
7.如權利要求1-6任一項所述的晶片，其特徵在於，所述子晶片的數量為2 17顆。
8.如權利要求1-6任一項所述的晶片，其特徵在於，所述晶片為正方形。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓發光二極體晶片，屬於半導體照明技術領域。該晶片包括襯底層、依次層疊在襯底層上的第一半導體層、發光層、第二半導體層和透明導電層，晶片上設有凹槽，凹槽從透明導電層延伸至第一半導體層，凹槽內設有用於將晶片分割成多個子晶片的隔離槽，隔離槽從第一半導體層延伸至襯底層，晶片上還設有第一電極、第二電極和電氣連接結構，第一電極設於透明導電層上，第二電極設於凹槽的第一半導體層上，電氣連接結構將一個子晶片的透明導電層與另一個子晶片的第一半導體層連接，凹槽的側壁與第一半導體層的頂面之間的銳角為15～45度，隔離槽的側壁與襯底層的頂面之間的銳角為40～60度。本實用新型通過上述方案增強了晶片可靠性。
文檔編號H01L25/075GK202736964SQ20122039941
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月13日 優先權日2012年8月13日
發明者程素芬 申請人:華燦光電股份有限公司