CN104766911A - Led芯片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED芯片，其包括：衬底；设置于所述衬底上的N型半导体层和P型半导体层；设置于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的发光层；与所述N型半导体层相连的N型电极；与所述P型半导体层相连的P型电极；以及设置于所述P型半导体层上的电流阻挡层；所述P型电极位于所述电流阻挡层上，所述P型电极连接有电极引脚；其特征在于，所述电极引脚远离所述P型电极的一端连接有截止引脚。该LED芯片在P电极引脚的端部设置截至引脚来增加该LED芯片的抗静电能力，从而使该LED芯片具有更高的可靠度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片领域，尤其涉及一种LED芯片及其制造方法。
背景技术
发光二极管（LED，light emitting diode）被称为第四代光源，具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
随着技术的发展，人们对LED芯片的亮度要求越来越高。常用的LED芯片为追求亮度高，版型设计主要以P电极加上单引脚，透明导电层设计非常薄。这样就导致LED芯片抗静电能力(ESD)介于2500V-4000V(也就是人体模式)，这样的LED芯片抗静电能力较弱，封装应用存在失效风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED芯片及其制造方法，其具有较好的抗静电能力、更高的可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明一实施方式的LED芯片，包括：衬底；
设置于所述衬底上的N型半导体层和P型半导体层；
设置于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的发光层；
与所述N型半导体层相连的N型电极；
与所述P型半导体层相连的P型电极；
以及设置于所述P型半导体层上的电流阻挡层；所述P型电极位于所述电流阻挡层上，所述P型电极连接有电极引脚；其特征在于，所述电极引脚远离所述P型电极的一端连接有截止引脚。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述截止引脚为一字形、弧形或一字形和弧形的组合。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述截止引脚为弧形，所述弧形所在圆的圆心位于靠近所述P型电极的一侧。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述电流阻挡层在所述衬底上的形状与所述P型电极、电极引脚和截止引脚共同形成的电极在所述衬底上的形状相同。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述电流阻挡层在所述衬底上的面积大于所述P型电极、电极引脚和截止引脚共同形成的电极在所述衬底上的面积。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述弧形所在圆的圆心位于所述电极引脚上。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述衬底为蓝宝石衬底。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述P型半导体层为P形GaN，所述N型半导体层为N型GaN。
为了解决上述技术问题，本发明一实施方式提供一种LED芯片制造方法，其包括以下步骤：
在衬底上依次形成N型半导体层、发光层和P型半导体层；
图案化工艺刻蚀出N型半导体层；
在P型半导体层上形成电流阻挡层和透明导电层；
形成P型电极和N型电极，所形成的P型电极的端部形成有电极引脚，电极引脚远离所述P型电极的一端连接有截止引脚。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述截止引脚为一字形、弧形或一字形和弧形的组合。
与现有技术相比，本申请的LED芯片在P电极引脚的端部设置截至引脚来增加该LED芯片的抗静电能力，从而使该LED芯片具有更高的可靠度。
附图说明
图1为本发明实施例1的LED芯片的侧剖示意图。
图2为本发明实施例1的LED芯片的俯视示意图。
图3为本发明实施例2的LED芯片的俯视示意图。
图4为本发明的实施例3的LED芯片制造流程图。
图5~8为LED芯片制造过程中的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例1提供一种LED芯片。该LED芯片包括：衬底110，设置于衬底110上的N型半导体层120和P型半导体层140，设置于N型半导体层120和P型半导体层140之间的发光层130，与N型半导体层120相连的N型电极170，与P型半导体层140相连的P型电极160，以及设置于P型半导体层140上的电流阻挡层180和透明导电层150。其中，P型电极160位于电流阻挡层180上，也位于透明导电层150上。P型电极160连接有电极引脚161。在该实施例中，P型电极160为圆形，电极引脚161为长方形。
该LED芯片的衬底110包括上表面和下表面，其材质可为蓝宝石、Si、SiC、GaN、ZnO等。此处衬底110为蓝宝石衬底。
N型半导体层120可通过MOCVD(金属有机化合物化学气相淀积，Metal-organic Chemical Vapor Deposition)方法在衬底110的上表面形成，其材质可为N型为半导体材料，此处为N型GaN。
发光层130设置于N型半导体层120的上方，其材质可为GaN、InGaN等。
P型半导体层140设置于发光层130的上方，其材质可为P型半导体材料，此处为P型GaN。
电流阻挡层 180的材质可以为二氧化硅、氮化硅、二氧化钛、三氧化二钛、五氧化三钛、五氧化二钽、氧化锆等，在该实施例中，电流阻挡层180的材质为二氧化硅。
如图2所示，与P型电极160连接的电极引脚161呈直线形，电极引脚161远离P型电极160的一端连接有截止引脚162。截止引脚162可以为一字形、弧形或一字形和弧形的组合，当然也可以为其它合适的形状。在该实施例中，截止引脚162为弧形。
截止引脚162的弧形所在圆的圆心位于靠近P型电极160的一侧。更具体的，弧形所在圆的圆心位于电极引脚161上，弧形以电极引脚161所在直线为对称轴对称设置。
电流阻挡层180位于P型电极160的正下方，电流阻挡层180在衬底110上的形状与P型电极160、电极引脚161和截止引脚162共同形成的电极在衬底110上的形状相同。也就是说，如图1所示，顶视图中，电流阻挡层180的形状与P型电极160、电极引脚161和截止引脚162共同形成的电极形状相同。电流阻挡层180在衬底110上的面积大于P型电极160、电极引脚161和截止引脚162共同形成的电极在衬底110上的面积。图1中可以看得P型电极160、电极引脚161和截止引脚162共同形成的形状无法全部遮挡电流阻挡层180。
LED芯片为追求亮度高，版型设计主要采用P型电极160加上电极引脚161的形式。并且透明导电层180设计的非常薄。这样的LED芯片抗静电能力(ESD)介于2500V-4000V(人体模式)，封装应用存在失效风险。而本实施例的LED芯片对电流阻挡层180和电极引脚161进行重新设计，在电极引脚161的端部增加了截止引脚162。这样，在不增加LED芯片制作工序的基础上，截止引脚的存在能有效分散P型电极160的电极引脚161尖端区域的静电分布。从而有效的提高LED芯片的抗静电能力，有效的降低封装应用端LED芯片失效的风险，提高LED芯片的可靠度。通过此设计，LED芯片的抗静电能力(ESD)可以提高到介于3500V-5500V。
实施例2
如图3所示，该实施例提供一种LED芯片，本实施例的LED芯片与实施例1的LED芯片结构相同。本实施例的LED芯片也包括衬底，设置于衬底上的N型半导体层和P型半导体层，设置于N型半导体层和P型半导体层之间的发光层，与N型半导体层相连的N型电极270，与P型半导体层相连的P型电极260，以及设置于P型半导体层上的电流阻挡层280和透明导电层250。P型电极260也为圆形，且与P型电极相连的电极引脚261也为长方形。不同之处在于，该实施例2的截止引脚262为一字型。
一字型的截止引脚262可以有效分散P型电极160的电极引脚161尖端区域的静电分布。从而有效的提高LED芯片的抗静电能力，有效的降低封装应用端LED芯片失效的风险，提高LED芯片的可靠度。因此，该实施例的LED芯片具有抗静电能力强，能够有效的降低封装应用端LED芯片失效的风险，提高LED芯片的可靠度。
实施例3
该实施例提供一种制造实施例1或实施例2的LED芯片的制造方法。请参考图4至图8，该LED芯片制造方法包括以下步骤。
步骤S110，提供一衬底310。此处该衬底为蓝宝石衬底。在衬底310上依次形成N型半导体层320、发光层330和P型半导体层340。可以采用MOCVD技术依次形成N型半导体层320、发光层330和P型半导体层340。如图5所示。
步骤S120，图案化工艺刻蚀出N型半导体层320。如图5所示。此处可以采用干法刻蚀或者湿法刻蚀工艺。
步骤S130，在P型半导体层340上形成电流阻挡层380和透明导电层350。此处可以采用化学气象沉积或者物理气相沉积方法进行沉积形成。电流阻挡层 380的材料可选用二氧化硅（SiO2）或氮化硅（Si3N4）或氧化铝（Al2O3）中一种或组合。在电流阻挡层380上采用蒸镀沉积法形成氧化铟锡（ITO），也就是透明导电层350。当然，透明导电层350的材料还可以选用氧化锌（ZnO）或氧化镉锡（CTO）或氧化铟（InO）或铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）或铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）或镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO）中的一种。如图6所示。
步骤S140，形成P型电极360和N型电极370。所形成的P型电极360的端部形成有电极引脚361，电极引脚361远离P型电极360的一端连接有截止引脚362。其中，截止引脚362可以为一字形、弧形或一字形和弧形的组合。如图7和图8所示。
通过以上步骤即可完成对LED芯片的制造。该LED芯片的截止引脚可以有效分散P型电极的电极引脚尖端区域的静电分布。从而有效的提高LED芯片的抗静电能力，有效的降低封装应用端LED芯片失效的风险，提高LED芯片的可靠度。因此，该实施例的LED芯片具有抗静电能力强，能够有效的降低封装应用端LED芯片失效的风险，提高LED芯片的可靠度。
应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LED芯片，包括：
衬底；
设置于所述衬底上的N型半导体层和P型半导体层；
设置于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的发光层；
与所述N型半导体层相连的N型电极；
与所述P型半导体层相连的P型电极；
以及设置于所述P型半导体层上的电流阻挡层；所述P型电极位于所述电流阻挡层上，所述P型电极连接有电极引脚；其特征在于，所述电极引脚远离所述P型电极的一端连接有截止引脚。
2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述截止引脚为一字形、弧形或一字形和弧形的组合。
3.根据权利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述截止引脚为弧形，所述弧形所在圆的圆心位于靠近所述P型电极的一侧。
4.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述电流阻挡层在所述衬底上的形状与所述P型电极、电极引脚和截止引脚共同形成的电极在所述衬底上的形状相同。
5.根据权利要求4所述的LED芯片，其特征在于，所述电流阻挡层在所述衬底上的面积大于所述P型电极、电极引脚和截止引脚共同形成的电极在所述衬底上的面积。
6.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述弧形所在圆的圆心位于所述电极引脚上。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底。
8.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述P型半导体层为P形GaN，所述N型半导体层为N型GaN。
9.一种LED芯片制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在衬底上依次形成N型半导体层、发光层和P型半导体层；
图案化工艺刻蚀出N型半导体层；
在P型半导体层上形成电流阻挡层和透明导电层；
形成P型电极和N型电极，所形成的P型电极的端部形成有电极引脚，电极引脚远离所述P型电极的一端连接有截止引脚。
10.根据权利要求9所述的LED芯片制造方法，其特征在于，所述截止引脚为一字形、弧形或一字形和弧形的组合。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |