一種高壓發(fā)光二極管芯片制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種高壓發(fā)光二極管芯片，屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。該芯片包括：襯底層、依次層疊在襯底層上的第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電層，芯片上設(shè)有凹槽，凹槽從透明導(dǎo)電層延伸至第一半導(dǎo)體層，凹槽內(nèi)設(shè)有用于將芯片分割成多個子芯片的隔離槽，隔離槽從第一半導(dǎo)體層延伸至襯底層，芯片上還設(shè)有第一電極、第二電極和電氣連接結(jié)構(gòu)，第一電極設(shè)于透明導(dǎo)電層上，第二電極設(shè)于凹槽的第一半導(dǎo)體層上，電氣連接結(jié)構(gòu)將一個子芯片的透明導(dǎo)電層與另一個子芯片的第一半導(dǎo)體層連接，凹槽的側(cè)壁與第一半導(dǎo)體層的頂面之間的銳角為15～45度，隔離槽的側(cè)壁與襯底層的頂面之間的銳角為40～60度。本實用新型專利技術(shù)通過上述方案增強了芯片可靠性。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及半導(dǎo)體照明
，特別涉及一種高壓發(fā)光二極管芯片。
技術(shù)介紹
發(fā)光二極管芯片是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，是目前最優(yōu)前景的新一代光源，廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。現(xiàn)有的發(fā)光二極管芯片為了提高發(fā)光亮度，一般會增大芯片的面積，提高注入電流。但如果其P、N電極設(shè)計稍有不平衡，這樣的發(fā)光二極管芯片就會產(chǎn)生電流的叢聚效應(yīng)，從而降低其發(fā)光效率和可靠性?，F(xiàn)有技術(shù)中，通過在發(fā)光二極管芯片上刻蝕用于將芯片分割成多個相互隔離的子芯片的隔離槽，該隔離槽刻蝕至芯片的襯底層；隔離槽中填充有絕緣物質(zhì)，以形成絕緣層；絕緣層上面平滑鋪設(shè)有將各個子芯片連接起來的電氣連接結(jié)構(gòu)，從而使電流均勻擴展，避免了電流的叢聚效應(yīng)。在實現(xiàn)本技術(shù)的過程中，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題現(xiàn)有技術(shù)中，隔離槽的側(cè)壁即為子芯片的側(cè)壁，該側(cè)壁與襯底層的表面近似垂直，降低了子芯片側(cè)壁的利用率，同時也不利于絕緣層和電氣連接結(jié)構(gòu)的平滑鋪設(shè)，容易造成子芯片間的短路或斷路，降低了芯片的可靠性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了提高芯片的利用率，增強芯片的可靠性，本技術(shù)實施例提供了一種高壓發(fā)光二極管芯片。所述技術(shù)方案如下本技術(shù)實施例提供了一種高壓發(fā)光二極管芯片，所述芯片包括襯底層、依次層疊在所述襯底層上的第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電層，所述芯片上設(shè)有凹槽，所述凹槽從所述透明導(dǎo)電層延伸至所述第一半導(dǎo)體層，所述凹槽內(nèi)設(shè)有用于將所述芯片分割成多個子芯片的隔離槽，所述隔離槽從所述第一半導(dǎo)體層延伸至所述襯底層，所述芯片上還設(shè)有第一電極、第二電極和電氣連接結(jié)構(gòu)，所述第一電極設(shè)于所述透明導(dǎo)電層上，所述第二電極設(shè)于所述凹槽的所述第一半導(dǎo)體層上，所述電氣連接結(jié)構(gòu)將一個所述子芯片的透明導(dǎo)電層與另一個所述子芯片的第一半導(dǎo)體層連接，所述凹槽的側(cè)壁與所述第一半導(dǎo)體層的頂面之間的銳角為15 45度，所述隔離槽的側(cè)壁與所述襯底層的頂面之間的銳角為40 60度。優(yōu)選地，所述凹槽的側(cè)壁與所述第一半導(dǎo)體層的頂面之間的銳角為30度。優(yōu)選地，所述隔離槽的側(cè)壁與所述襯底層的頂面之間的銳角為45度。 優(yōu)選地，所述第一電極和所述第二電極分布在所述芯片的對角上。優(yōu)選地，每個所述子芯片之間相互串聯(lián)。優(yōu)選地，每個所述子芯片的發(fā)光區(qū)面積相同?？蛇x地，所述子芯片11的數(shù)量為2 17顆?？蛇x地，所述芯片為正方形。3本技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是通過使隔離槽的側(cè)壁與襯底層的頂面之間形成光滑的銳角為40 60度，有利于隔離槽內(nèi)后期透明導(dǎo)電層的完全去除，防止了短路，從而提高了芯片的可靠性，并且增大了子芯片側(cè)壁出光的面積，從而增加了芯片側(cè)面的出光效果，提高了光的提取效率和發(fā)光亮度。同時在凹槽的側(cè)壁與第一半導(dǎo)體層的頂面之間以及隔離槽的側(cè)壁與襯底層的頂面之間形成一定的角度，有利于絕緣層和電氣連接結(jié)構(gòu)的平滑鋪設(shè)，避免子芯片間的短路和短路。附圖說明為了更清楚地說明本技術(shù)實施例中的技術(shù)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技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本技術(shù)實施例中提供的一種高壓發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)實施例中提供的一種高壓發(fā)光二極管芯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(dǎo)體層；22發(fā)光層；23第二半導(dǎo)體層；3凹槽；4隔離槽；5絕緣層；6透明導(dǎo)電層；71第一電極；72第二電極；73電氣連接結(jié)構(gòu)；10芯片；11子芯片。具體實施方式為使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本技術(shù)實施方式作進一步地詳細描述。實施例參見圖I和圖2，本技術(shù)實施例提供了一種高壓發(fā)光二極管芯片10，該芯片10包括襯底層I、依次層疊在襯底層I上的第一半導(dǎo)體層21、發(fā)光層22、第二半導(dǎo)體層23和透明導(dǎo)電層6，芯片10上設(shè)有凹槽3，凹槽3從透明導(dǎo)電層6延伸至第一半導(dǎo)體層21，凹槽3內(nèi)還設(shè)有用于將芯片10分割成多個子芯片11的隔離槽4，隔離槽從第一半導(dǎo)體層21延伸至襯底層1，芯片10上還設(shè)有第一電極71、第二電極72和電氣連接結(jié)構(gòu)73，第一電極71設(shè)于透明導(dǎo)電層6上,第二電極72設(shè)于凹槽3的第一半導(dǎo)體層21上，電氣連接結(jié)構(gòu)73將一個子芯片11的透明導(dǎo)電層6與另一個子芯片11的第一半導(dǎo)體層21連接，凹槽3的側(cè)壁與第一半導(dǎo)體層21的頂面之間的銳角為15 45度，隔離槽4的側(cè)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(jié)構(gòu)73可以通過鋪設(shè)金屬層實現(xiàn)，金屬層鋪設(shè)在兩個相鄰的子芯片11之間，且金屬層一端與一個子芯片11的第一半導(dǎo)體層21連接，另一端與另一個子芯片11的透明導(dǎo)電層23連接。優(yōu)選地，凹槽3的側(cè)壁與第一半導(dǎo)體層21的頂面之間的銳角為30度。優(yōu)選地，隔離槽4的側(cè)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(dǎo)電層經(jīng)過兩次光刻和腐蝕，完全去除了隔離槽4內(nèi)的透明導(dǎo)電層6，從而使得提高了高壓LED芯片的可靠性。具體地，隔離槽4內(nèi)設(shè)有絕緣層5，通過在隔離槽4內(nèi)填充絕緣物質(zhì)實現(xiàn)鋪設(shè)絕緣層5，由于隔離槽4是設(shè)置在凹槽3內(nèi)，且隔離槽4的側(cè)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(shè)的深度，降低了填充工藝的復(fù)雜度，提高了填充的可行性。優(yōu)選地，第一電極71和第二電極72分布在芯片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(yōu)選地，每個子芯片11的發(fā)光區(qū)面積相同。通過使每個子芯片11的發(fā)光面積相同，實現(xiàn)了電流密度一致，子芯片11的發(fā)光亮度和衰減幅度一致，提高整個高壓LED芯片的可靠性。可選地，在本實施例中，子芯片11的數(shù)量為2 17顆。在其他實施例中子芯片11的數(shù)量也可以為大于17顆，在此并不對子芯片11的數(shù)量作限定。通過將芯片10隔離為子芯片11，并在子芯片之間實現(xiàn)電氣連接73，可以簡化后期獨立小芯片串聯(lián)封裝的工藝。可選地，芯片10為正方形。在具體實施方案中，該高壓發(fā)光二極管芯片工作時，其工作電壓為20-28V，封裝后可作為模塊化發(fā)光單元直接用于24V直流電源，也可以通過多個芯片10串并聯(lián)，用于更高電壓下的交直流電源。本技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是通過使隔離槽的側(cè)壁與襯底層的頂面之間形成光滑的銳角為40 60度，有利于隔離槽內(nèi)后期透明導(dǎo)電層的完全去除，防止了短路，從而提高了芯片的可靠性，并且增大了子芯片側(cè)壁出光的面積，從而增加了芯片側(cè)面的出光效果，提高了光的提取效率和發(fā)光亮度。同時在凹槽的側(cè)壁與第一半導(dǎo)體層的頂面之間以及隔離槽的側(cè)壁與襯底層的頂面之間形成一定的角度，有利于絕緣層和導(dǎo)電連接層的平滑鋪設(shè)，避免子芯片間的短路和短路。并且該芯片隔離為子芯片，在子芯片之間形成電器連接，簡化了后期獨立小芯片串聯(lián)封裝的工藝。另外該芯片能夠適應(yīng)高壓交直流的運用，節(jié)省了變壓器能量轉(zhuǎn)換的損耗，并降低了成本。以上所述僅為本技術(shù)的較佳實施例，并不用以限制本技術(shù)，凡在本技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高壓發(fā)光二極管芯片，所述芯片包括襯底層、依次層疊在所述襯底層上的第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電層，所述芯片上設(shè)有凹槽，所述凹槽從所述透明導(dǎo)電層延伸至所述第一半導(dǎo)體層，所述凹槽內(nèi)設(shè)有用于將所述芯片分割成多個子芯片的隔離槽，所述隔離槽從所述第一半導(dǎo)體層延伸至所述襯底層，所述芯片上還設(shè)有第一電極、第二電極和電氣連接結(jié)構(gòu)，所述第一電極設(shè)于所述透明導(dǎo)電層上，所述第二電極設(shè)于所述凹槽的所述第一半導(dǎo)體層上，所述電氣連接結(jié)構(gòu)將一個所述子芯片的透明導(dǎo)電層與另一個所述子芯片的第一半導(dǎo)體層連接，其特征在于，所述凹槽的側(cè)壁與所述第一半導(dǎo)體層的頂面之間的銳角為15～45度，所述隔離槽的側(cè)壁與所述襯底層的頂面之間的銳角為40～60度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高壓發(fā)光二極管芯片，所述芯片包括襯底層、依次層疊在所述襯底層上的第一 半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電層，所述芯片上設(shè)有凹槽，所述凹槽從所述透 明導(dǎo)電層延伸至所述第一半導(dǎo)體層，所述凹槽內(nèi)設(shè)有用于將所述芯片分割成多個子芯片的 隔離槽，所述隔離槽從所述第一半導(dǎo)體層延伸至所述襯底層，所述芯片上還設(shè)有第一電極、 第二電極和電氣連接結(jié)構(gòu)，所述第一電極設(shè)于所述透明導(dǎo)電層上，所述第二電極設(shè)于所述 凹槽的所述第一半導(dǎo)體層上，所述電氣連接結(jié)構(gòu)將一個所述子芯片的透明導(dǎo)電層與另一個 所述子芯片的第一半導(dǎo)體層連接，其特征在于，所述凹槽的側(cè)壁與所述第一半導(dǎo)體層的頂面之間的銳角為15 45度，所述隔離槽的 側(cè)壁與所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：程素芬，
申請(專利權(quán))人：華燦光電股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：