CN106981563A - 一种功率型紫外led器件 - Google Patents
一种功率型紫外led器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106981563A CN106981563A CN201710343646.3A CN201710343646A CN106981563A CN 106981563 A CN106981563 A CN 106981563A CN 201710343646 A CN201710343646 A CN 201710343646A CN 106981563 A CN106981563 A CN 106981563A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- type
- power
- led device
- led
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 14
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 5
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- -1 antimony aluminum Chemical compound 0.000 claims description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 241000218202 Coptis Species 0.000 description 1
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
- H01L33/641—Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/60—Protection against electrostatic charges or discharges, e.g. Faraday shields
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本申请公开了一种功率型紫外LED器件，包括散热基板以及倒装在所述散热基板上的LED芯片，所述散热基板包括底座，所述底座表面固定有至少一层由氮化铝层和金属布线层组成的复合层，所述复合层在垂直于所述底座表面的方向上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有与所述LED芯片并联且异相连接的外部静电保护模组。上述功率型紫外LED器件，不仅出光量更大、散热性能更优越，还能够减小封装及组装过程中静电释放对LED芯片的危害，并能够避免单一结构的静电保护二极管损坏后造成整体失效。
Description
技术领域
本发明属于LED光源器件技术领域，特别是涉及一种功率型紫外LED器件。
背景技术
随着技术的发展，紫外LED的性能得到不断的提升，与目前常用的气体紫外光源相比较，紫外LED属于冷光源，具有寿命长、可靠性高、照射亮度均匀、效率高以及不含有毒物质的优点，在生物医疗、表面杀菌清洁、印刷光刻、光固化生产以及通信探测等领域中都具有重要的作用。目前在制备LED外延片的过程中，衬底模板和外延层等材料在生长时，存在表面裂纹、晶体质量差、结构材料设计困难等缺陷，而后期共晶焊和倒装工艺过程中，也存在着大功率LED芯片尺寸大、产热多、SiO2层散热差、刻蚀面积大而导致发光面积小、发光强度低、亮度不高以及存在漏电、电压浪涌、静电释放危害等问题，还存在LED外延片多层结构中深紫外光的全内反射损失，以及电极对光线的吸收而导致光提取效率差，甚至出现LED芯片因紫外光照射而出现性能急剧恶化等现象，明显缩短了LED器件的使用寿命，降低了可靠性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种功率型紫外LED器件，不仅出光量更大、散热性能更优越，还能够减小封装及组装过程中静电释放对LED芯片的危害，并能够避免单一结构的静电保护二极管损坏后造成整体失效。
本发明提供的一种功率型紫外LED器件，包括散热基板以及倒装在所述散热基板上的LED芯片，所述散热基板包括底座，所述底座表面固定有至少一层由氮化铝层和金属布线层组成的复合层，所述复合层在垂直于所述底座表面的方向上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有与所述LED芯片并联且异相连接的外部静电保护模组。
优选的，在上述功率型紫外LED器件中，所述外部静电保护模组为依次横向沉积在所述第一通孔里面的n型接触层和p型接触层，或者，n型接触层、p型接触层和n型接触层。
优选的，在上述功率型紫外LED器件中，所述复合层包括利用导电银浆依次固定在所述底座表面的第一氮化铝层、第一金属布线层、第二氮化铝层和第二金属布线层。
优选的，在上述功率型紫外LED器件中，所述第一氮化铝层和所述第二氮化铝层中设置有多个贯穿其中的微型的第二通孔，且所述第二通孔里面设置有用于使不同的金属布线层实现电连接的金属层。
优选的，在上述功率型紫外LED器件中，所述LED芯片包括依次设置在蓝宝石材质的衬底底面上的氮化铝缓冲层、成核层、n型AlGaN层、电流扩展层、量子阱有源区、电子阻挡层、p型AlGaN层、p型GaN层、反射层、导电薄膜层以及包围上述各层外周部的钝化层，所述钝化层的底部向上直到所述反射层的底面开设出一个P电极，且所述钝化层的底部向上直到所述n型AlGaN层的底面开设出至少一个N电极。
优选的，在上述功率型紫外LED器件中，所述反射层为银层或镍铝合金层。
优选的，在上述功率型紫外LED器件中，所述底座为碳化硅底座或陶瓷底座。
优选的，在上述功率型紫外LED器件中，所述P电极和所述N电极均为锑铝合金电极。
通过上述描述可知，本发明提供的上述功率型紫外LED器件，由于包括散热基板以及倒装在所述散热基板上的LED芯片，所述散热基板包括底座，所述底座表面固定有至少一层由氮化铝层和金属布线层组成的复合层，使得散热性能更好，并且所述复合层在垂直于所述底座表面的方向上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有与所述LED芯片并联且异相连接的外部静电保护模组，因此能够减小封装及组装过程中静电释放对LED芯片的危害，并能够避免单一结构的静电保护二极管损坏后造成整体失效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的第一种功率型紫外LED器件的示意图；
图2为外部静电保护模组与LED芯片的连接示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想在于提供一种功率型紫外LED器件，不仅散热性能更好、出光量更大，而且能够减小封装及组装过程中静电释放对LED芯片的危害，并能够避免单一结构的静电保护二极管损坏后造成整体失效。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供的第一种功率型紫外LED器件如图1所示，图1为本申请实施例提供的第一种功率型紫外LED器件的示意图，该器件包括散热基板1以及倒装在所述散热基板1上的LED芯片2，所述散热基板包括底座11，所述底座11表面固定有至少一层由氮化铝层和金属布线层组成的复合层12，所述复合层12在垂直于所述底座11表面的方向上开设有第一通孔13，所述第一通孔13内设置有与所述LED芯片2并联且异相连接的外部静电保护模组14，具体的等效电路请参考图2，图2为外部静电保护模组与LED芯片的连接示意图，图中以NPN型模组进行了示意，但实际上并不仅限于这种方案。
需要说明的是，设置上述外部静电保护模组14，能够减小封装及组装等过程中静电释放对芯片的影响，具体地，从整体器件层面出发，这样直接增加了静电放电电流释放的路径，绕过了经过GaN基LED的静电放电电流，从而保护了LED免受正向静电放电和反向静电放电应力的影响。
通过上述描述可知，本申请实施例提供的上述第一种功率型紫外LED器件，由于包括散热基板以及倒装在所述散热基板上的LED芯片，所述散热基板包括底座，所述底座表面固定有至少一层由氮化铝层和金属布线层组成的复合层，使得器件散热性能更好；所述复合层在垂直于所述底座表面的方向上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有与所述LED芯片并联且异相连接的外部静电保护模组，因此能够减小封装及组装过程中静电释放对LED芯片的危害，并能够避免单一结构的静电保护二极管损坏后造成整体失效。
本申请实施例提供的第二种功率型紫外LED器件，是在上述第一种功率型紫外LED器件的基础上，还包括如下技术特征：
所述外部静电保护模组为依次横向沉积在所述第一通孔里面的n型接触层和p型接触层，或者，n型接触层、p型接触层和n型接触层。
具体的，通过采用再沉积等工艺在基板散热结构的跑道位置处依次设有n型接触层和p型接触层，或者，n型接触层、p型接触层和n型接触层，以上接触层相互间隔分布，相对应地形成了基板处的静电保护二极管或者NPN型三极管结构，使得LED芯片与该外部的静电保护模组共同形成了一个完整的回路，当然这只是两种优选方案，还可以采用其他类似方案，此处并不构成限制。
本申请实施例提供的第三种功率型紫外LED器件，是在上述第一种功率型紫外LED器件的基础上，还包括如下技术特征：
继续参考图1，所述复合层12包括利用导电银浆15依次固定在所述底座11表面的第一氮化铝层121、第一金属布线层122、第二氮化铝层123和第二金属布线层124。
也就是说，该方案中，在基板结构上间隔地设置由金属布线层和AlN层组成的多层结构，这两层除了重复两次之外，还可以重复三次或更多，此处并不限制，可以根据实际需要来设置相应的层数。
本申请实施例提供的第四种功率型紫外LED器件，是在上述第三种功率型紫外LED器件的基础上，还包括如下技术特征：
继续参考图1，所述第一氮化铝层121和所述第二氮化铝层123中设置有多个贯穿其中的微型的第二通孔125，且所述第二通孔125里面设置有用于使不同的金属布线层实现电连接的金属层。
需要说明的是，从图中可以看出，每间隔一定距离就设置一个第二通孔，以保证散热的均匀性，在这种情形下，金属布线层中的金属材料通过所述第二通孔贯穿在AlN层中，这就有效缩短了热传导和热扩散路径，使得散热加快，光输出功率进一步提高。
本申请实施例提供的第五种功率型紫外LED器件，是在上述第一种至第四种功率型紫外LED器件中任一项的基础上，还包括如下技术特征：
继续参考图1，所述LED芯片2包括依次设置在蓝宝石材质的衬底底面201上的氮化铝缓冲层202、成核层203、n型AlGaN层204、电流扩展层205、量子阱有源区206、电子阻挡层207、p型AlGaN层208、p型GaN层209、反射层210、导电薄膜层211以及包围上述各层外周部的钝化层212，所述钝化层212的底部向上直到所述反射层210的底面开设出一个P电极213，且所述钝化层202的底部向上直到所述n型AlGaN层204的底面开设出至少一个N电极214。
具体的，可以采用但不限于如下方案：依次包括150um厚的蓝宝石衬底、0.1um厚的成核层、1um厚的n型AlGaN层、1um厚的电流扩展层、1um厚的量子阱有源区、0.1um厚的电子阻挡层、50nm厚的p型AlGaN层、150nm厚的p型GaN层、0.1um厚的反射层、1um厚的导电薄膜层以及1um厚的钝化层，而基板包括20um厚的金属布线层、0.5mm厚的AlN层、1um厚的导电银浆以及1mm厚的底座。其中，该功率型紫外LED芯片的整体尺寸为1*1mm2，基板底座的尺寸可以为1.5*1.5mm2。
该方案中，可以采用包括粗化或凹凸不平处理在内的图形优化设计的外延片衬底作为模板，以提高材料的质量和内量子效率，减少紫外光线在器件内部的全反射，以获得更高的出光效率，从而提升芯片的亮度以及光效；蓝宝石衬底对于紫外光线具有很低的反射系数，能够提高LED芯片的光输出强度。在外延层结构生长和电极制作等工艺中，先通过光刻、ICP刻蚀芯片外延层，形成内部反向的电极结构；而通过蒸镀、沉积等方式，使得n型接触层、p型接触层与外部电极凸点相接触后形成电气连接；再进行减薄、裂片，对小芯粒进行分选等操作；外延芯片通过电极、金属凸点以及金属布线层等接触材料进行共晶焊键合，其中，基板散热结构中部的绝缘跑道处(第一瞳孔处)还设有外部静电保护结构，然后直接倒装到绝缘的基板散热结构上形成完整的封装结构。其中，外延片生长工艺前后均在不同温度梯度下经过多次退火处理，增大了粘结层的强度，减小了内部欧姆接触电阻，还提高了芯片的防静电强度。
上述量子阱有源区能够使载流子迁移速率加快，光子数量增多；而通过设置电流扩展层，使得电流分布更加均匀，减少了局部热量分布不均匀现象，芯片散热加快。通过溅射或蒸发等工艺镀一层透明的导电薄膜，该导电薄膜层可以选用氧化铟锡材料，该薄膜层具有高密度特性，具有很高的反射率，增大了光输出功率，使得LED芯片发光效率更高，同时还具有较小的正向开启电压和等效串联电阻，电流扩展更快以及可耐高压应力，提高了LED的稳定性，另外，设置的电子阻挡层的一个表面可以进行粗化处理。
该方案采用了反向的P电极和N电极版图结构，使得接触电压降低，减小电压浪涌对LED的影响，也使得电流分布更加均匀，进一步提高了内量子效率，从而获得了更高的光效，同时还保证了器件长期使用的可靠性。通过在竖直圆柱状结构电极的外面均设置一层环形包裹的钝化层，改进了外延片中有源区的电流扩展问题，减少了电流堆积效应，提高了器件的光功率。而对LED外延片台面上和外延层结构台阶侧壁处进行腐蚀、光刻和沉积等处理，进而都优化地沉积厚度为1um的钝化层，防止了外界杂质对芯片的腐蚀以及减小了台面和台阶侧壁处漏电流对芯片的影响。此时P电极和N电极的外表面也统一地设置有均匀的钝化层，防止了金属电极结构的内侧壁表面与芯片内部欧姆接触层直接形成电流回路而造成短路。
特别要强调的是，在对上述钝化层刻蚀和沉积处理时，通过严格控制刻蚀速率，确保了只对台面的很少部分区域进行深刻蚀，减少了对外延片发光区域的刻蚀和损害，增大了芯片的发光面积，提高了发光强度；通过反向设计P电极和N电极，减小了浪涌电压对LED的影响，提高了可靠性。其中，针对功率型芯片面积大、产热多、电流扩展不均匀以及散热差等问题，优化地设计了多个N电极，考虑到芯片内部和中部散热不及时，而将P电极和N电极设置在台面的边缘处。其中，P电极的刻蚀过程只从台面顶部的钝化层开始直到暴露出反射层为止，而N电极则从钝化层开始刻蚀直到n型AlGaN层为止，形成了一种内部欧姆接触型GaN基LED二极管结构。
本申请实施例提供的第六种功率型紫外LED器件，是在上述第五种功率型紫外LED器件的基础上，还包括如下技术特征：
所述反射层为银层或镍铝合金层，这些种类的反射层均能够有效地提高光线的反射率和出光亮度。
本申请实施例提供的第七种功率型紫外LED器件，是在上述第一种至第四种功率型紫外LED器件中任一种的基础上，还包括如下技术特征：
所述底座为碳化硅底座或陶瓷底座。
需要说明的是，这两种散热性优异的充当了热沉，结合高密度的金属布线层，使得LED倒装结构中的量子阱有源区与热沉之间的热路径缩短，LED芯片散热加快，提高了光输出功率，并对芯片形成有效保护，以免因过热而失效。
本申请实施例提供的第八种功率型紫外LED器件，是在上述第五种功率型紫外LED器件的基础上，还包括如下技术特征：
所述P电极和所述N电极均为锑铝合金电极。
在这种情况下，电极底面的铝形成了一种类反射镜结构，降低了电极边缘处对部分光线的吸收，增加了对衬底边光的提取。
综上所述，由于上面的方案中采用倒装共晶焊技术，不存在键合垫或者金线，因此提高了LED的光输出强度，并且能够延长倒装LED的使用寿命。上述功率型紫外LED器件具有节能环保、防漏电、发光强度高、防静电释放损害、电压浪涌小、散热快以及高效可靠等优点。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种功率型紫外LED器件，包括散热基板以及倒装在所述散热基板上的LED芯片，其特征在于，所述散热基板包括底座，所述底座表面固定有至少一层由氮化铝层和金属布线层组成的复合层，所述复合层在垂直于所述底座表面的方向上开设有第一通孔，所述第一通孔内设置有与所述LED芯片并联且异相连接的外部静电保护模组。
2.根据权利要求1所述的功率型紫外LED器件，其特征在于，所述外部静电保护模组为依次横向沉积在所述第一通孔里面的n型接触层和p型接触层，或者，n型接触层、p型接触层和n型接触层。
3.根据权利要求1所述的功率型紫外LED器件，其特征在于，所述复合层包括利用导电银浆依次固定在所述底座表面的第一氮化铝层、第一金属布线层、第二氮化铝层和第二金属布线层。
4.根据权利要求3所述的功率型紫外LED器件，其特征在于，所述第一氮化铝层和所述第二氮化铝层中设置有多个贯穿其中的微型的第二通孔，且所述第二通孔里面设置有用于使不同的金属布线层实现电连接的金属层。
5.根据权利要求1-4任一项所述的功率型紫外LED器件，其特征在于，所述LED芯片包括依次设置在蓝宝石材质的衬底底面上的氮化铝缓冲层、成核层、n型AlGaN层、电流扩展层、量子阱有源区、电子阻挡层、p型AlGaN层、p型GaN层、反射层、导电薄膜层以及包围上述各层外周部的钝化层，所述钝化层的底部向上直到所述反射层的底面开设出一个P电极，且所述钝化层的底部向上直到所述n型AlGaN层的底面开设出至少一个N电极。
6.根据权利要求5所述的功率型紫外LED器件，其特征在于，所述反射层为银层或镍铝合金层。
7.根据权利要求1-4任一项所述的功率型紫外LED器件，其特征在于，所述底座为碳化硅底座或陶瓷底座。
8.根据权利要求5所述的功率型紫外LED器件，其特征在于，所述P电极和所述N电极均为锑铝合金电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710343646.3A CN106981563B (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种功率型紫外led器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710343646.3A CN106981563B (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种功率型紫外led器件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106981563A true CN106981563A (zh) | 2017-07-25 |
| CN106981563B CN106981563B (zh) | 2023-11-14 |
Family
ID=59343731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710343646.3A Active CN106981563B (zh) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | 一种功率型紫外led器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106981563B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107293629A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-24 | 广东工业大学 | 一种紫外led外延芯片倒装结构及其制作方法 |
| CN107437542A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-05 | 广东工业大学 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN107452846A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-08 | 广东工业大学 | 一种紫外led倒装芯片 |
| CN107507896A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-22 | 广东工业大学 | 一种紫外led光源倒装结构 |
| CN108470803A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-31 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片及制作方法 |
| WO2019024334A1 (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 广东工业大学 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN109585429A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-04-05 | 致伸科技股份有限公司 | 光源模块 |
| WO2023273373A1 (zh) * | 2021-06-28 | 2023-01-05 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 垂直结构的深紫外led芯片、制造方法与外延结构 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020179914A1 (en) * | 2001-06-05 | 2002-12-05 | Jinn-Kong Sheu | Group III-V element-based LED having flip-chip structure and ESD protection capacity |
| CN1588657A (zh) * | 2004-07-02 | 2005-03-02 | 北京工业大学 | 高抗静电高效发光二极管及制作方法 |
| CN1719609A (zh) * | 2005-07-22 | 2006-01-11 | 金芃 | 带有防静电二极管的金属化硅芯片 |
| CN1731592A (zh) * | 2005-08-26 | 2006-02-08 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 倒装焊结构发光二极管及其制造方法 |
| CN1905224A (zh) * | 2006-08-01 | 2007-01-31 | 金芃 | 通孔垂直结构的半导体芯片或器件 |
| CN102130287A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-20 | 晶科电子（广州）有限公司 | 具有静电损伤保护功能的发光二极管器件及其制造方法 |
| US20120025242A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Apt Electronics Ltd. | Surface mounted led structure and packaging method of integrating functional circuits on a silicon |
| JP2012227454A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置 |
| CN206697523U (zh) * | 2017-05-16 | 2017-12-01 | 广东工业大学 | 一种功率型紫外led器件 |
-
2017
- 2017-05-16 CN CN201710343646.3A patent/CN106981563B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020179914A1 (en) * | 2001-06-05 | 2002-12-05 | Jinn-Kong Sheu | Group III-V element-based LED having flip-chip structure and ESD protection capacity |
| CN1588657A (zh) * | 2004-07-02 | 2005-03-02 | 北京工业大学 | 高抗静电高效发光二极管及制作方法 |
| CN1719609A (zh) * | 2005-07-22 | 2006-01-11 | 金芃 | 带有防静电二极管的金属化硅芯片 |
| CN1731592A (zh) * | 2005-08-26 | 2006-02-08 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 倒装焊结构发光二极管及其制造方法 |
| CN1905224A (zh) * | 2006-08-01 | 2007-01-31 | 金芃 | 通孔垂直结构的半导体芯片或器件 |
| US20120025242A1 (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Apt Electronics Ltd. | Surface mounted led structure and packaging method of integrating functional circuits on a silicon |
| CN102130287A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-20 | 晶科电子（广州）有限公司 | 具有静电损伤保护功能的发光二极管器件及其制造方法 |
| JP2012227454A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光装置用パッケージ及びそれを用いた発光装置 |
| CN206697523U (zh) * | 2017-05-16 | 2017-12-01 | 广东工业大学 | 一种功率型紫外led器件 |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190051793A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-14 | Guangdong University Of Technology | Ultraviolet led chip and manufacturing method thereof |
| CN107437542A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-05 | 广东工业大学 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN107437542B (zh) * | 2017-07-31 | 2023-05-05 | 广东工业大学 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN107293629A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-24 | 广东工业大学 | 一种紫外led外延芯片倒装结构及其制作方法 |
| US10811561B2 (en) | 2017-07-31 | 2020-10-20 | Guangdong University Of Technology | Ultraviolet LED chip and manufacturing method thereof |
| WO2019024329A1 (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 广东工业大学 | 一种紫外led外延芯片倒装结构及其制作方法 |
| WO2019024334A1 (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 广东工业大学 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN107507896A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-22 | 广东工业大学 | 一种紫外led光源倒装结构 |
| WO2019056630A1 (zh) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 广东工业大学 | 一种紫外led光源倒装结构 |
| CN109585429A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-04-05 | 致伸科技股份有限公司 | 光源模块 |
| CN107452846A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-08 | 广东工业大学 | 一种紫外led倒装芯片 |
| CN107452846B (zh) * | 2017-09-25 | 2024-05-14 | 广东工业大学 | 一种紫外led倒装芯片 |
| CN108470803B (zh) * | 2018-03-20 | 2019-11-12 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片及制作方法 |
| CN108470803A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-31 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的外延片及制作方法 |
| WO2023273373A1 (zh) * | 2021-06-28 | 2023-01-05 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 垂直结构的深紫外led芯片、制造方法与外延结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106981563B (zh) | 2023-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106981563A (zh) | 一种功率型紫外led器件 | |
| CN107452846B (zh) | 一种紫外led倒装芯片 | |
| US7875471B2 (en) | Method of manufacturing light emitting diode device | |
| JPH11340514A (ja) | フリップチップ型光半導体素子 | |
| JP2008160046A (ja) | 発光素子パッケージ及びその製造方法 | |
| WO2009089671A1 (fr) | Led, structure de boîtier comportant la led et procédé de fabrication de la led | |
| WO2019024329A1 (zh) | 一种紫外led外延芯片倒装结构及其制作方法 | |
| US10490701B2 (en) | Light emitting diode chip | |
| CN104037317B (zh) | 一种使用陶瓷散热的高功率led灯具 | |
| WO2020238169A1 (zh) | Micro led芯片、制备方法及显示面板 | |
| JP2013034010A (ja) | 縦型発光素子 | |
| Wei et al. | Improving light output of vertical-stand-type InGaN light-emitting diodes grown on a free-standing GaN substrate with self-assembled conical arrays | |
| CN102067340B (zh) | 具有在p-型层内钝化的半导体发光器件 | |
| JP2004080050A (ja) | フリップチップ型光半導体素子 | |
| CN206697523U (zh) | 一种功率型紫外led器件 | |
| KR101239852B1 (ko) | ＧａＮ계 화합물 반도체 발광 소자 | |
| JP2004356213A (ja) | 半導体発光装置 | |
| WO2015074353A1 (zh) | 一种半导体发光二极管芯片 | |
| Feng et al. | P‐12.10: Study on flip‐chip structure of GaN‐based micro‐LED | |
| KR101115533B1 (ko) | 플립칩 구조의 발광 소자 및 이의 제조 방법 | |
| Feng et al. | Study on Flip‐Chip Structure of GaN‐Based Micro‐LED | |
| CN213459775U (zh) | 一种led芯片 | |
| TWI445210B (zh) | 發光二極體結構 | |
| TWI408838B (zh) | 具靜電放電保護能力之光電半導體封裝結構 | |
| WO2014169720A1 (zh) | 一种发光二极管及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |