覆晶式led晶片的製作方法
2023-11-05 18:37:27
覆晶式led晶片的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種覆晶式LED晶片，包括襯底，由襯底的正面向上依次層疊地設有第一導電型半導體層、發光層、第二導電型半導體層、導電層和反射層；還包括第一電極孔和第二電極孔，第一電極孔暴露出第一導電型半導體層，其孔壁上塗覆有絕緣層，第二電極孔暴露出導電層；第一電極孔內設有第一電極，第一電極的一端位於反射層的正面、另一端與第一導電型半導體層電性接觸；第二電極孔內設有第二電極，第二電極的一端位於反射層的正面、另一端與導電層電性接觸；第一電極孔均勻分布在LED晶片上，第二電極孔均勻分布在第一電極孔周圍。本發明可保證不同的正負電極之間的電阻阻值較為接近，從而使LED晶片發出均勻的光線。
【專利說明】覆晶式LED晶片
【技術領域】
[0001]本發明涉及發光元件【技術領域】，尤其涉及一種覆晶式LED晶片。
【背景技術】
[0002]隨著LED (Light Emitting Diode,發光二極體)照明技術的日益發展，LED在人們日常生活中的應用也越來越廣泛。採用覆晶(Flip Chip)方式進行封裝的LED (以下稱覆晶式LED)的固晶方式簡略，擁有更高的信賴度，使得量產可行性大幅晉升，且兼具縮短高溫烘烤的製程時間、高良率、導熱效果佳、高出光量等優勢，遂成為業界竭力開展的技術。
[0003]LED的發光是利用正極的電流到達負極所完成，電流會以最小的電阻路線由正極到達負極，一般電阻值決定於電流路線的遠近，正極到負極越近則電阻值越小、正極到負極越遠則電阻就越大。然而，現有LED中的電極通常為金屬線狀，這使得單點的一個電流從正極進入負極，並以正極到負極給電流最近的距離最亮，其它位置將由於距離金屬線較遠而電阻較大、相對較暗，從而存在發光不均勻的問題。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題是提供一種覆晶式LED晶片。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種覆晶式LED晶片，包括襯底，由襯底的正面向上依次層疊地設有第一導電型半導體層、發光層、第二導電型半導體層、導電層和反射層；還包括至少一個第一電極孔和至少一個第二電極孔，所述第一電極孔由所述反射層貫穿至發光層並暴露出第一導電型半導體層，所述第二電極孔貫穿反射層並暴露出導電層，第一電極孔的孔壁上塗覆有絕緣層；第一電極孔內設有第一電極，所述第一電極的一端位於反射層的正面、另一端與第一導電型半導體層電性接觸；第二電極孔內設有第二電極，所述第二電極的一端位於反射層的正面、另一端與導電層電性接觸；所述第一電極孔均勻分布在LED晶片上，所述第二電極孔均勻分布在第一電極孔周圍。
[0006]其中，所述第一電極孔和第二電極孔設有至少兩個，所述第一電極之間相互連接形成第一電極區，所述第二電極之間相互連接形成第二電極區。
[0007]其中，所述第一電極可分為多組，每一組至少包含一根第一電極；當同組中的電極數量多於一根，位於同組內的第一電極相互連接，不同組的第一電極之間至少通過本組中的一根第一電極與另一組內的第一電極連接。
[0008]其中，所述第一電極區和第二電極區上覆蓋由絕緣材料製成的隔離層，所述隔離層上設有至少兩個通孔，所述通孔內設有導電金屬電極，所述導電金屬電極分別單獨與第一電極區和第二電極區連接。
[0009]其中，所述絕緣層和反射層由相同的高反射率絕緣材料製成，所述高反射率絕緣材料包括分布式布拉格反射鏡DBR或Si02、SiNx, AlN0
[0010]其中，所述第一電極和第二電極的材質為金、銀、鉬、鈦、鉻、鎳、銅和鋁中的一種。
[0011]其中，所述隔離層的材質為二氧化矽或分布式布拉格反射鏡DBR。[0012]其中，所述導電層的材質為透明的導電材料。
[0013]其中，所述導電層的材質為摻錫氧化銦ΙΤ0。
[0014]本發明的有益效果是:在LED晶片上均勻設置第一電極並圍繞第一電極的周圍均勻設置第二電極，可保證不同的正負電極之間的電阻阻值較為接近，從而使LED晶片發出均勻的光線。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的覆晶式LED晶片的第一實施方式的剖面視圖；
[0016]圖2是本發明的覆晶式LED晶片的第一實施方式的俯視圖；
[0017]圖3是本發明的覆晶式LED晶片的第二實施方式的俯視圖；
[0018]圖4是本發明的覆晶式LED晶片的第二實施方式覆蓋隔離層後的俯視圖；
[0019]圖5是本發明的覆晶式LED晶片的第三實施方式的俯視圖；
[0020]圖6是本發明的覆晶式LED晶片的第四實施方式的俯視圖。
[0021]主要元件符號說明:
[0022]10、襯底；20、第一導電型半導體層；30、發光層；40、第二導電型半導體層；50、導電層；60、反射層；61、絕緣層；70、第一電極孔；71、第一電極；72、第一電極區；80、第二電極孔；81、第二電極；82、第二電極區；90、隔離層；91、第一通孔；92、第二通孔；100、導電金屬電極。
【具體實施方式】
[0023]為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
[0024]圖1為本發明的第一實施方式的縱向剖面圖，包括襯底10，由襯底10的正面向上依次層疊地設有第一導電型半導體層20、發光層30、第二導電型半導體層40、導電層50和反射層60。其中,還包括三個第一電極孔70和多個圍繞在第一電極孔70周圍的第二電極孔80，第一電極孔70由反射層60貫穿至發光層30並暴露出第一導電型半導體層20，第二電極孔80貫穿反射層60並暴露出導電層50，第一電極孔70的孔壁上塗覆有絕緣層61。第一電極孔70內設有第一電極71,第一電極71的一端位於反射層60的正面、另一端與第一導電型半導體層20電性接觸；第二電極孔80內設有第二電極81，第二電極81的一端位於反射層的正面、另一端與導電層50電性接觸。
[0025]圖2為圖1的俯視圖，圖2中第一電極孔70均勻分布在LED晶片上，第二電極孔均80勻分布在第一電極孔70周圍。其中第一電極70之間相互連接形成第一電極區71,如圖中第一電極70周圍的陰影部分所示；第二電極80之間相互連接形成第二電極區81，如圖中第二電極80周圍的陰影部分所示。
[0026]該實施方式通過在LED晶片上均勻設置第一電極並圍繞第一電極的周圍均勻設置第二電極，可保證不同的正負電極之間的電阻阻值較為接近，從而使LED晶片發出均勻的光線。在該實施方式以及後續的實施方式中，可將第一電極設為正電極，第二電極設為負電極，或反之，將第一電極設為負電極，第二電極設為正電極，都不影響這些實施方式的實施效果。[0027]具體地，在對第一實施方式的一項優化改進中，所述絕緣層61和反射層60由相同的高反射率絕緣材料製成。在較為理想的實施方式中，所述高反射率絕緣材料可選用選用以Si02、SiNx、AlN等原料中的一種以達到較好的絕緣和反射效果，或者採用分布式布拉格反射鏡DBR來作為反射層。
[0028]具體地，在對第一實施方式的一項優化改進中，所述第一電極71和第二電極72的材質為金、銀、鉬、鈦、鉻、鎳、銅和鋁中的一種，採用這些材質可以達到最佳的效果。
[0029]具體地，在對第一實施方式的一項優化改進中，所述導電層50可採用透明的導電材料，這樣能夠使發光層30的光線穿過導電層50後由導電層50上方的反射層60反射回去，達到更好的光照效果。更進一步地，導電層50可選用摻錫氧化銦ITO，ITO雖然較為昂貴，但可以使本發明達到最好的效果。
[0030]圖3為本發明的第二實施方式，其與第一實施方式的不同之處在於，包括均勻分布的十三根第一電極71，並分為4組，其中三組每組包含四根相互連接的第一電極71組成三個第一電極區72，有一組包含一根第一電極71單獨形成一個第一電極區72。其餘均勻分布在周圍的第二電極81組成第二電極區82。
[0031]參照圖4所示，四組第一電極區72和第二電極區82上覆蓋由絕緣材料製成的隔離層90。該隔離層90的右下角設有四個第一通孔91，四個第一通孔91暴露出分別屬於四組不同的第一電極區72的四根第一電極71 ;在該隔離層90的左上角設有兩個第二通孔92，這兩個第二通孔92暴露出第二電極區82，在第一通孔91和第二通孔92中分別設有導電金屬電極100。位於第一通孔91內的導電金屬電極100分別與四組第一電極區72電性連接並在隔離層90上相互連接構成第一電極層(即圖中右下角的三角形區域);位於第二通孔92內的導電金屬電極100與第二電極區82電性連接並在隔離層90上相互連接構成第二電極層(即圖中左上角的三角形區域)。第一電極層和第二電極層用於後續工序中作為整體電極觸點與錫膏製程結合，兩電極層之間必須具有一定的間隔，否則在後續工序中可能出現電極層上的導電金屬溢出的現象導致短路。
[0032]本實施方式有利於將LED晶片上分布於不同位置的第一電極區72連為一體,從而將所有的第一電極71電性相連，並再增加隔離層90後為第一電極區72和第二電極區82分別設置兩個由導電金屬電極100形成不同的整體電極觸點，這樣可方便後續的封裝工序，防止第一電極和第二電極之間的短路，顯著提升產品良率。
[0033]具體地，在對第二實施方式的一項優化改進中，隔離層90的材質採用二氧化矽或分布式布拉格反射鏡DBR以達到最好的絕緣隔離效果。
[0034]圖5和圖6所示的第三實施方式和第四實施方式與第二實施方式的區別進在於第一電極71和第一電極區72的排布方式不同，其餘的結構都相同。其目的都是在於能夠趨近於最佳的均勻照明效果，而在實際生產中，第一電極71和第一電極區72的排布方式不限於上述幾種。
[0035]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關【技術領域】，均同理包括在本發明專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種覆晶式LED晶片，包括襯底，由襯底的正面向上依次層疊地設有第一導電型半導體層、發光層、第二導電型半導體層、導電層和反射層； 還包括至少一個第一電極孔和至少一個第二電極孔，所述第一電極孔由所述反射層貫穿至發光層並暴露出第一導電型半導體層，所述第二電極孔貫穿反射層並暴露出導電層，第一電極孔的孔壁上塗覆有絕緣層； 第一電極孔內設有第一電極，所述第一電極的一端位於反射層的正面、另一端與第一導電型半導體層電性接觸；第二電極孔內設有第二電極，所述第二電極的一端位於反射層的正面、另一端與導電層電性接觸； 其特徵在於，所述第一電極孔均勻分布在LED晶片上，所述第二電極孔均勻分布在第一電極孔周圍。
2.根據權利要求1所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述第一電極孔和第二電極孔設有至少兩個，所述第一電極之間相互連接形成第一電極區，所述第二電極之間相互連接形成第二電極區。
3.根據權利要求2所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述第一電極可分為多組，每一組至少包含一根第一電極；當同組中的電極數量多於一根，位於同組內的第一電極相互連接，不同組的第一電極之間至少通過本組中的一根第一電極與另一組內的第一電極連接。
4.根據權利要求3所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述第一電極區和第二電極區上覆蓋由絕緣材料製成的隔離層，所述隔離層上設有至少兩個通孔，所述通孔內設有導電金屬電極，所述導電金屬電極分別單獨與第一電極區和第二電極區連接。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述絕緣層和反射層由相同的高反射率絕緣材料製成，所述高反射率絕緣材料包括分布式布拉格反射鏡DBR 或 Si02、SiNx、AlN。
6.根據權利要求1至4任意一項所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述第一電極和第二電極的材質為金、銀、鉬、鈦、鉻、鎳、銅和鋁中的一種。
7.根據權利要求1至4任意一項所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述隔離層的材質為二氧化矽或分布式布拉格反射鏡DBR。
8.根據權利要求1至4任意一項所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述導電層的材質為透明的導電材料。
9.根據權利要求8所述的覆晶式LED晶片，其特徵在於，所述導電層的材質為摻錫氧化銦 ITOo
【文檔編號】H01L33/38GK103794695SQ201410065675
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】龐曉東, 王瑞慶, 劉鎮, 陳浩明 申請人:深圳市兆明芯科技控股有限公司