CN103367591B - 发光二极管芯片 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管芯片，包括半导体发光层，该半导体发光层包括N型半导体层、P型半导体层、位于P型半导体层及N型半导体层之间的主动层、电连接P型半导体层的P型电极以及电连接N型半导体层的N型电极，该发光二极管芯片包括主出光面及与该主出光面相对的接合面，还包括第一电极层及第二电极层，该第一电极层连接该N型电极并延伸至半导体发光层的接合面，该第二电极层连接该P型电极并延伸至半导体发光层的接合面，该第一电极层与P型半导体层及主动层保持隔开，第二电极层与N型半导体层及主动层保持隔开。

Description

发光二极管芯片
技术领域
本发明涉及一种发光器件，尤其是一种发光二极管芯片。
背景技术
LED（发光二极管，Light-emittingdiode）产业是近几年最受瞩目的产业之一，发展至今，LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期时间长、且不含汞、具有环保效益等优点，因此被认为是新世代绿色节能照明的最佳光源。在现有技术中，发光二极管封装结构一般需要打金线以将发光二极管晶粒的电极与基板的焊垫电连接。一般LED芯片为增加其发光效率，会将其正、负电极制作成指状电极结构以增加其电流分布。但是，由于指状电极需要使正、负电极之间彼此靠近，在通过导电胶等导电材料将正负电极连接至外部电极结构时容易将正负电极短接。因此，指状电极结构的LED芯片不容易将LED芯片以倒装、共晶等方式电性连接在封装基板上，也即是较难利用表面安装技术安装该LED芯片。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种易于安装的发光二极管芯片。
一种发光二极管芯片，包括半导体发光层，该半导体发光层包括N型半导体层、P型半导体层、位于P型半导体层及N型半导体层之间的主动层、电连接P型半导体层的P型电极以及电连接N型半导体层的N型电极，该发光二极管芯片包括主出光面及与该主出光面相对的接合面，还包括第一电极层及第二电极层，该第一电极层连接该N型电极并延伸至半导体发光层的接合面，该第二电极层连接该P型电极并延伸至半导体发光层的接合面，该第一电极层与P型半导体层及主动层保持隔开，第二电极层与N型半导体层及主动层保持隔开。
由于该发光二极管芯片通过第一、第二电极层将其P型电极与N型电极导引到发光二极管芯片的接合面，后续可以方便简易地利用表面安装将该芯片安装于电路板上，符合实际安装需求。
附图说明
图1是本发明发光二极管芯片的剖面示意图。
图2是本发明发光二极管芯片的俯视示意图，其中芯片的绝缘层被隐藏。
图3是本发明发光二极管芯片安装于外部电极的示意图。
主要元件符号说明
10 发光二极管芯片
11 P极
13 N极
110、130 指状结构
112、132 主体
20 半导体发光结构
21 导电层
211 凸出
213 凹陷
22 P型半导体层
23 主动层
24 N型报半导体层
25 缓冲层
26 磊晶层
27 主出光面
28 接合面
30 绝缘层
42 第二电极层
44 第一电极层
41 P电极
42 N电极
51 第一外接电极
52 第二外接电极
60 连接层
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请同时参阅图1及图2，示出了本发明发光二极管芯片10的剖面示意图以及俯视示意图。发光二极管芯片10包括半导体发光层20以及第一电极层44、第二电极层42。该半导体发光层20包括基板26、缓冲层25、N型半导体层24、主动层23、P型半导体层22以及导电层21。该基板26作为生长其他半导体结构的基板，其由硅、碳化硅、蓝宝石或其他适合的材料制成。在基板26上表面依次向上外延生长该缓冲层25、N型半导体层24、主动层23、P型半导体层22以及导电层21。该导电层21的上表面，也即是远离该P型半导体层22的表面为半导体发光层20的主出光面27。该基板26的下表面，也即是远离该缓冲层25的表面为半导体发光层20的接合面28。可以理解地，该基板26以及缓冲层25也可在后续制造过程中去除，此时该N型半导体层24的下表面即是该半导体发光层20的接合面28。当然，也可仅去除基板26，此时缓冲层25的下表面为接合面28。同样地，当省去导电层21时，该P型半导体层22的上表面为该半导体发光层20的主出光面27。
该缓冲层25完全覆盖该基板26且比基板26薄。该缓冲层25用于减少N型半导体层24的晶格错位，使N型半导体层24具有较佳的生长品质。该缓冲层25可由GaN或AlN等适合的材料制成。该N型半导体层24为N型氮化镓层，其于该缓冲层25上表面生成并完全覆盖该缓冲层25。一N型电极13形成于该N型半导体层24的右侧部分。该N型电极13向上延伸并凸起以连接外界电源，从而为该半导体发光层20供电。该N型电极13由导电性良好的金属等材料制成。该N型电极13为一指状电极，其包括一主体132及自主体132一侧向左延伸的若干指状结构130。该主体132暴露在外，这些指状结构130延伸至主动层23底部而被主动层23所覆盖。在本实施方式中，N型电极13在该N型半导体层24远离缓冲层25的上表面延伸出二指状结构130。该二指状结构130从N极13朝向该N型半导体层24的左侧部分相互平行延伸。该二指状结构130均为细针状等宽度较窄的形状，其只覆盖该N型半导体层24上表面的一小部分。可以理解的，该指状结构130也可以在该N型半导体层24的内部延伸。该主动层23形成于N型半导体层24上表面。该主动层23的左侧部分覆盖指状结构130，右侧部分绕开并部分围绕该N型电极13。该主动层23的右侧部分形成一凹陷及位于该凹陷相对两侧的二凸出。该N型电极13的主体132位于该凹陷内并位于二凸出之间。该P型半导体层22于该主动层23的上表面生长并完全覆盖该主动层23。该P型半导体层22的轮廓形状与该主动层23一致，也包括凹陷及位于凹陷相对两侧的二凸出。
该P型半导体层22为P型氮化镓层，其较该N型半导体层24薄。该主动层23位于该N型半导体层24与该P型半导体层22之间。该导电层21覆盖于该P型半导体层22上。该导电层21由透明导电材料制成，例如氧化铟锡（ITO）。该导电层21的轮廓及形状与P型半导体层22一致，也包括突出211及凹陷213。一P型电极11形成于导电层21的中部位置处向上延伸并凸起，以连接外界电源为该半导体发光层20供电。该P型电极11由导电性良好的金属等材料制成。该P型电极11为一指状电极，其包括一主体112及自主体112一侧向右延伸的若干指状结构110。在本实施方式中，该多个指状结构110配合由N型电极13延伸的二指状结构130，包括三针状或条状的指状结构110。该三指状结构110从P型电极11的主体112朝向该P型半导体层22的右侧部分相互平行延伸，并与该二指状结构130在如图2所示的俯视视角上交错排列。更具体地，中部的指状结构110朝向凹陷213延伸并位于二指状结构130之间，两侧的指状结构110朝向二凸出211延伸并位于二指状结构130外侧。
一绝缘层30形成于该基板26的下表面，并沿着半导体发光层20的侧面向上延伸，直至包覆该半导体发光层20除去该N型电极13以及该P型电极11之外的所有表面，使得该半导体发光层20只有N型电极13与P型电极11暴露在外，而其他部分与外界绝缘。该绝缘层30由例如二氧化硅等透明绝缘材料制成。一第一电极层44及一第二电极层42分别自该N型电极13以及该P型电极11的相对两侧面向该半导体发光层20的底面延伸。当然，当该绝缘层30延伸至该半导体发光层20的底面时，该绝缘层30的下表面为接合面28。其中，该第一电极层44连接该N型电极13的部分自N型电极13的右侧延伸，第二电极层42连接该P型电极11的部分自P型电极11的左侧延伸。第一电极层44及第二电极层42于该半导体发光层20的底面形成二彼此绝缘的第一电极43与第二电极41。为使电流更充分地从该第一及第二电极层44、42从该N型电极13、P型电极11进入该半导体发光层20，该第一及第二电极层44、42在该半导体发光层20的侧面扩宽以完全包覆半导体发光层20的相对两侧面。可以理解地，该第一及第二电极层44、42也可以不完全包覆该半导体发光层20的相对两侧面。绝缘层30的厚度尽量薄并优选为等厚，且其厚度不大于该N型电极13以及该P型电极11的高度的一半。该绝缘层30与附着于其表面的该第一、第二电极层44、42的总厚度不大于该N型电极13与P型电极11的厚度。
请参阅图3，使用该发光二极管芯片10时，将其置于一导电性能良好的连接层60上，与一第一外接电极51以及一第二外接电极52连接。在本实施方式中，该连接层60为一焊料层，也即是将发光二极管芯片10通过焊料直接固定在该第一外接电极51以及第二外接电极52上，以供后续工序使用。
由于该发光二极管芯片10通过第一、第二电极层44、42将其P型电极11与N型电极13导引到发光二极管芯片10的底部，后续可以利用表面安装将该芯片10安装于电路板上，而不会由于P型电极11的指状结构110过于靠近N型电极13所导致难以直接进行表面贴装的情况出现。

Claims (10)

1.一种发光二极管芯片，包括半导体发光层，该半导体发光层包括N型半导体层、P型半导体层、位于P型半导体层及N型半导体层之间的主动层、电连接P型半导体层的P型电极以及电连接N型半导体层的N型电极，该发光二极管芯片包括主出光面及与该主出光面相对的接合面，其特征在于：还包括第一电极层及第二电极层，该第一电极层连接该N型电极并延伸至半导体发光层的接合面，该第二电极层连接该P型电极并延伸至半导体发光层的接合面，该第一电极层与P型半导体层及主动层保持隔开，第二电极层与N型半导体层及主动层保持隔开，还包括一绝缘层，该绝缘层包覆接合面，并沿着半导体发光层侧面向上延伸，直至包覆该半导体发光层除去N型电极和P型电极之外的所有表面，且所述绝缘层的厚度不大于该N型电极以及该P型电极的高度的一半，该绝缘层与附着于其表面的第一电极层的总厚度不大于该N型电极的厚度，该绝缘层与附着于其表面的第二电极层的总厚度不大于该P型电极的厚度。
2.如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：该第二电极层通过该绝缘层与N型半导体层及主动层隔开。
3.如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：该第一及第二电极层覆盖于该绝缘层上。
4.如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：该P型电极高于该N型电极。
5.如权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：该P型半导体层上形成有透明导电材料制成的导电层。
6.如权利要求5所述的发光二极管芯片，其特征在于：该P型电极在该导电层表面延伸，该N型电极在该N型半导体层上延伸。
7.如权利要求6所述的发光二极管芯片，其特征在于：该P型电极与该N型电极均包括主体及从主体延伸出的若干指状结构。
8.如权利要求7所述的发光二极管芯片，其特征在于：该N型电极的指状结构延伸于主动层及N型半导体层之间。
9.如权利要求6或7其中一项所述的发光二极管芯片，其特征在于：该主动层、P型半导体层及导电层均包括两凸出及形成于两凸出之间的凹陷，该N型电极的主体位于凹陷内。
10.如权利要求9所述的发光二极管芯片，其特征在于：该P型电极的指状结构分别朝向凹陷及凸出延伸。
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