CN113540311A - 一种倒装发光二极管和发光装置 - Google Patents

一种倒装发光二极管和发光装置 Download PDF

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Abstract

一种倒装发光二极管，包括：半导体发光序列层和绝缘层，在所述半导体发光序列层上，所述的绝缘层自下而上依次包括底层、中间层和两种材料的重复堆叠层，所述的底层为氧化硅层，所述的中间层为氧化铝层。

Description

一种倒装发光二极管和发光装置
技术领域
涉及一种半导体发光二极管。
背景技术
在LED显示市场的终端需求已经日趋饱和、小间距高阶显示进一步提高显色性、应用范围需求日益扩大的情况下，小尺寸LED成为LED行业新兴的技术突破方向。其中100微米以下尺寸的无支撑衬底的LED芯片更早被研发出来，并且被视为下一代的显示产品，相对于LCD、OLED而言，的确具有自身的优势，但众所周知，该100微米以下尺寸的无支撑基板的芯片在“巨量转移”环节及关键性设备上，目前还没有获得实质性的突破。而介于50~300微米尺寸范围之内的有支撑衬底的LED芯片相对于无支撑衬底的小尺寸LED芯片，在制程上更具可行性，技术难度更低，更容易实现量产，能够快速地投入市场，因此后者在背光和显示屏领域上更具运用的前景。
目前在背光和显示屏领域更具运用前景的有支撑衬底的小尺寸LED芯片主要以倒装芯片为主。
然而随着倒装发光二极管进入高端应用市场，特别的是背光应用或者显示屏应用，对倒装发光二极管的可靠性要求越来越高。例如温度很低或者温度很高的极限环境下的性能，由于芯片内部各层的热膨胀系数与其一侧所连接基板的热膨胀系数具有较大差异，则当倒装发光二极管处于冷热环境转换过程时，上述所存在的热膨胀系数差异易导致芯片内部的各层产生较大应力，进而出现金属焊盘或者绝缘层或者电流阻挡层因应力较大而脱落的现象，导致倒装发光二极管失效，影响倒装发光二极管的可靠性。另外，芯片的高温高湿老化可靠性、ESD和VF4等性能也是要求越来越高。
发明内容
本发明提供一种小尺寸的倒装发光二极管芯片，能够提升芯片的可靠性，更稳定的安装在应用电路基板上。
所述倒装发光二极管包括：半导体发光序列层和绝缘层，其特征在于：在所述半导体发光序列层上，所述的绝缘层自下而上依次包括底层、中间层和两种材料的重复堆叠层，所述的底层为氧化硅层，所述的中间层为氧化铝层。
较佳的，所述的底层与重复堆叠的两种材料层的其中一种材料的组成元素种类相同。
较佳的，所述的底层的绝对几何厚度为至少5纳米至多30纳米。
较佳的，所述的中间层的绝对几何厚度为所述的顶层的几何厚度至少为50纳米，至多为300纳米。
较佳的，所述的重复堆叠层的材料为氧化硅与氧化钛。
较佳的，所述的中间层为氧化铝。
较佳的，所述的重复堆叠层的材料为氧化铌与氧化硅。
较佳的，所述的重复堆叠层之上有一层顶层，所述的顶层的折射率介于重复堆叠层的两种材料的折射率之间。
较佳的，所述的顶层为氧化铝。
较佳的，所述的顶层的几何厚度至少为50纳米，至多为300纳米。
较佳的，所述的半导体发光序列层之上还有透明导电层，透明导电层之上还有金属电极，透明导电层上有孔洞，金属电极具有填充所述透明导电层的孔洞与半导体发光序列层接触的部分。
较佳的，所述的重复堆叠层的两种材料的重复堆叠对数为3~25对。
较佳的，所述的绝缘层的绝对几何厚度为1~6微米。
较佳的，所述的焊盘电极包括镍层，镍层的几何厚度为550~750纳米之间。
本发明同时提供如下一种倒装发光二极管，包括：半导体发光序列层和半导体发光序列层上的绝缘层，其特征在于：在所述半导体发光序列层上，所述的绝缘层自下而上依次包括底层、中间层和两种材料的重复堆叠层，所述的底层的折射率低于所述中间层的折射率，所述的中间层的折射率介于重复堆叠的两种材料层的折射率之间。
本发明同时提供一种串联型的倒装发光二极管，其包括：半导体发光序列层；
半导体发光序列层至下而上包括：第一导电类型半导体层、发光层、第二导电类型半导体层；透明导电层，位于第二导电类型半导体层上，并具有通孔；
第二金属电极，位于透明导电层上；第二金属电极通过透明导电层的通孔接触所述第二导电类型半导体层；
绝缘层，覆盖在第二金属电极、透明导电层以及半导体发光序列层上，并具有通孔；
第二焊盘电极通过绝缘层的通孔连接第二金属电极。
较佳的，所述的绝缘层包括两种材料的重复堆叠层。
较佳的，所述的第二金属电极包括条状部分和宽度比条状部分的宽度更大的块状部分，所述的透明导电层的通孔位于所述的条状和/或所述的块状部分下方。
较佳的，所述的倒装发光二极管包括衬底，衬底上包括至少两个子发光区域，每个子发光区域均包括所述半导体发光序列层，相邻子发光区域之间通过隔离槽隔离开，隔离槽的底部为衬底的上表面。
较佳的，所述的相邻两个子发光区域之间通过桥接金属电性串联，所述桥接金属的一部分位于其中一个子发光区域的第一导电类型半导体层上，所述桥接金属的一部分位于另外一个子发光区域的透明导电层上。
较佳的，所述桥接金属下方的透明导电层与第二导电类型半导体层之间具有电流阻挡层。
较佳的，所述的电流阻挡层在桥接金属下方为完整的块状。
较佳的，所述第二焊盘电极位于其中一个子发光区域上，并且整个第二金属电极完全位于所述的第二焊盘电极下方。
本发明至少具备如下技术效果：
通过改变绝缘叠层的内部设计，保证其致密性的同时提升VF4和保证ESD性能。并且取消第二金属电极下方的电流阻挡层，避免因为应力问题导致电流阻挡层从外延层一侧脱落导致的失效，同时通过透明导电层的通孔设计提升第二金属电极的附着性，从而从整体上提供一种构造简单且可提高可靠性的小型化倒装芯片型发光二极管芯片。
附图说明
图1是用以对本发明的实施例一的发光二极管芯片进行说明的概略性俯视图。
图2a是沿着图1的截取线A-A截取的剖面图。
图2b是绝缘层的结构示意图。
图3是以对本发明的实施例一的发光装置进行说明的概略性俯视图。
图4是用以对本发明的实施例二的发光二极管芯片进行说明的概略性俯视图。
图5是沿着图4的截取线B-B截取的剖面图。
附图标记：
000：衬底；002：第一导电型半导体层；003：发光层；004：第二导电类型半导体层；005：电流阻挡层；006：透明导电层；007：金属桥接结构；008：第一电极；009：第二电极；010：绝缘层；0101：绝缘层的底层；0102：绝缘层的中间层，0103：第一绝缘材料；0104：第二绝缘材料；0105：绝缘层的顶层；011：第一焊盘电极；012：第二焊盘电极；200：发光二极管芯片。
具体实施方式
本发明揭示一种小尺寸的发光二极管芯片结构，以下，参照附图详细地对本发明的实施例进行说明。为了可向本发明所属的技术领域内的普通技术人员充分地传达本发明的思想而提供以下介绍的实施例作为示例。因此，本发明不限定于以下说明的实施例，也可具体化成其他实施方式。并且，方便起见，也可在图中夸张地呈现构成要素的宽度、长度、几何厚度等。另外，在记载为一个构成要素位于另一构成要素的“上部”或“上”的情况下，不仅包括各部分位于另一部分的“正上部”或“正上方”的情况，而且还包括在各构成要素与另一构成要素之间介置有又一构成要素的情况。在整篇说明书中，相同的参照符号表示相同的构成要素。
实施例一
下面具体说明本实施例的倒装发光二极管（LED）芯片结构，其包括：半导体发光序列层和绝缘层，在所述半导体发光序列层上，所述的绝缘层自下而上依次包括底层、中间层和两种材料的重复堆叠层，所述的底层为氧化硅层，所述的中间层为氧化铝层。
其中，重复堆叠层为具有反射功能的层，可以是例如布拉格反射层，布拉格反射层可通过折射率相对高的第一绝缘材料和折射率相对低的第二绝缘材料重复堆叠而成，所述布拉格反射层能够对发光层辐射至其表面的光进行高比例的反射，从而提升亮度，提高发光效果。
中间层位于重复叠层下方，为一层致密性比布拉格反射层的每一层的致密性更好的膜层，能对电极和透明导电层形成致密性的保护，防止外界的水汽穿透布拉格反射层后到达电极和透明导电层的表面破坏性能，从而提升高温高湿老化测试性能。其中，中间层优选的是采用ALD技术或者溅射镀膜工艺获得致密性好的膜层。
其中，中间层下方还有一层底层，底层起到保护作用，避免中间层氧化铝采用ALD或者溅射镀膜过程中对外延或者透明导电层（通常是ITO）的损伤而导致VF4降低、ESD性能降低。底层可以是ALD或者PECVD或者溅射镀膜的工艺形成，由此保证整个绝缘层膜层的致密性好，质量高。
下面结合实施例对发光二极管的结构进行详细说明。如图1所示的平面示意图和图2a所示的剖视示意图，所述发光二极管芯片结构包括：一衬底000；以及设置于所述衬底000上的至少两个半导体发光序列层，相邻半导体发光序列层之间通过沟槽ISO区域分隔，构成至少两个子发光区域，半导体发光序列层的几何厚度介于4~8微米之间。
相邻半导体发光序列层之间通过导电型的桥接结构电性连接起来，例如串联、并联、或者同时包括串联和并联的电性连接方式，本实施例以串联的电性连接方式为例，以图1和图2为示例，包括第一个半导体发光序列层和最后一个半导体发光序列层的两个发光区域。
发光二极管芯片可为具有较小的水平面积的小型发光二极管芯片。例如发光二极管芯片每个发光区域可具有总的约90000μm2以下的面积尺寸，进而可具有总的约30000μm2以上且约65000μm2以下的面积尺寸。面积尺寸可以是每个发光区域的所对应的衬底表面的面积尺寸。例如，发光二极管每个子发光区域可具有横长×纵长为230μm×180μm或250μm×200μm的尺寸。然而，实施例的发光二极管的每个发光区域横长及纵长并不限定于上述内容。并且，发光二极管可为具有较薄的几何厚度的小型发光二极管芯片。发光二极管可具有约40~150μm的几何厚度。本实施例的发光二极管具有上述水平截面积及几何厚度，因此所述发光二极管可容易地应用到要求小型发光二极管的各种电子装置，例如背光、显屏。
倒装芯片包括单个半导体发光序列层构成的发光区域的LED芯片类型和至少两个半导体发光序列层构成的发光区域的LED芯片类型，其中串联型倒装LED芯片是通过至少两个半导体发光序列层构成的多个发光区域进行串联形成一个发光体，具有两个倒装焊盘用于固晶，相对于传统的具有单个半导体发光序列层发光区域的LED芯片，可以简化安装电路，使封装应用端成本更低，并且亮度更高，因此相对于具有单个发光区域的LED芯片在背光和显示屏领域更具运用优势。
衬底000为透明的，例如为蓝宝石、砷化镓、玻璃或者其它的透明材料，衬底000包括第一表面和第二表面，第二表面为主要出光面。衬底000的第一表面可以包括衬底图形。衬底000的第一表面包括半导体发光序列层，半导体发光序列层至少包括第一导电类型半导体层002、发光层003、第二导电类型半导体层004，其中N型和P型分别为第一导电类型和第二导电类型中的一种。其中半导体发光序列层可以是通过MOCVD生长的方式形成在衬底000上，也可以是通过转移工艺将半导体发光序列层转移至透明的衬底000的第一表面上。
本实施例中，其中半导体发光序列层包括的所述的第一导电类型半导体层、发光层和第二导电类型半导体层均为氮化镓系半导体层。
优选的，第一导电类型半导体层002的导电类型为N型，包括N型GaN层，作为电子注入层、金属电极的接触层。第二导电类型半导体层002的导电类型为P型，包括P型AlGaN层作为电子阻挡层，P型GaN层作为空穴注入层，P型GaN或者AlGaN层作为欧姆接触层。其中N型GaN层的N型掺杂浓度为n型掺杂浓度是1×1018cm-3以上，P型GaN层的P型掺杂浓度为1×1019cm-3，更佳的，P型欧姆接触层的P型掺杂浓度相较于P型GaN层更高。所述发光层为InGaN/GaN或者InGaN/AlGaN交叠的多层。其中N型GaN层与发光层之间还可以包括超晶格层等中间层作为N型层和发光层之间的能级带隙过渡层，例如超晶格层。
如图1所示，自每一个所述半导体发光序列层的第二导电类型半导体层004一侧观察，部分半导体发光序列层的第二导电类型半导体层004和发光层003被去除至所述第一导电类型半导体层002部分表面裸露形成台面，定义为第一台面。较佳的，第一导电类型半导体层002还包括第二台面，其中第一台面的高度可低于第二台面的高度，所述发光层003、第二导电类型半导体层004位于第二台面上。本实施例中，第一台面为N型GaN层。第二导电类型半导体层004的表面为高P型掺杂的欧姆接触层。
相邻的所述半导体发光序列层之间通过沟槽ISO隔离，沟槽ISO的底部为衬底000的表面，在沟槽ISO的底部周围，半导体发光序列层的侧壁可以是局部形成倾斜面，也可以是全部的半导体发光序列层的侧壁形成倾斜面。优选地，所述半导体发光序列层在所述的第一台面与沟槽底部之间的侧壁具有第一倾斜度，第一倾斜度为30~60°。半导体发光序列层在所述的第一台面与第二导电类型半导体层之间的侧壁具有第二倾斜度，第二倾斜度为30~60°。
本领域技术人员还可以根据需要在半导体发光序列层中以下可选步骤以进一步改善发光二极管结构的发光效果：形成缓冲层（Buffer）、形成电子阻挡层（EBL）等等。
桥接结构，为金属层，包括一部分接触所述第一个半导体发光序列层的第一台面的部分区域上，并且所述桥接结构自所述的其中一个半导体发光序列层的第一台面延伸跨过所述沟槽至相邻的一个半导体发光序列层的第二导电类型半导体层上表面上方。桥接结构用于电性连接相邻的半导体发光序列层中一个的第一导电类型半导体层和另一个的第二导电类型半导体层。
所述发光二极管还包括电流阻挡层005至少位于每个半导体发光序列的侧壁与桥接结构之间以及沟槽底部与桥接结构之间，主要起绝缘隔离作用。
所述的电流阻挡层005的几何厚度较佳的是100~1000纳米。
以化学气相沉积方式(CVD)、物理气相沉积方式(PVD)、溅镀(sputtering)等技术沉积形成电流阻挡层005。电流阻挡层005的材质为绝缘的，较佳例如可以是氧化硅、氮化硅之类的氧化物或者氮化物材料。电流阻挡层005对发光层辐射的光透光率较高，优选地，透光率高于80%。
以两个半导体发光序列层连续串联的电连接形式为例，如图1~2所示，所述发光二极管还包括透明导电层006、第一金属电极008和第二金属电极009。所述透明导电层006为金属氧化物形成在每一个半导体发光序列层的第二导电类型半导体层004上，第一金属电极008形成在一个半导体发光序列层的第一台面上。第二金属电极009位于另外一个半导体发光序列层的第二台面上，即第二金属电极009形成在透明导电层006上。
透明导电层006具体的可选用氧化铟锡（ITO）或氧化锌（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）中的一种或其组合或者GTO（ITO掺杂AlAg合金），本实施例中优选为氧化铟锡（ITO）作为透明导电层006。或者所述的金属层为Cr、Al、Ti、Ni或者Pt等金属至少之一种或者组合。
第一金属电极009可以是块状，第二金属电极009可以包括块状以及至块状延申出去的条状部分，块状的宽度尺寸大于条状部分的宽度尺寸。块状部分用于第一金属电极和第二金属电极分别连接第一焊盘电极和第二焊盘电极的位置。
第一金属电极008和第二金属电极009可以包括底部黏附层、反射层和反射层的保护层和顶部黏附层用于第一金属电极和第二金属电极与绝缘层之间的黏附。
黏附层作为底层与透明导电层接触，例如Cr、Ti中的一种。所述的反射层形成在黏附层上，例如Al。保护层例如Pt、Ti等的组合，保护层用于保护反射层不受外界金属或者水汽侵蚀。
在第二金属电极009下方的第二导电类型半导体层004的局部表面与透明导电层006之间也有电流阻挡层005。电流阻挡层005的位置与第二金属电极009相同，并且电流阻挡层005的形状与第二金属电极009的形状大致相同。电流阻挡层005设置在第二金属电极下方用于阻挡电流在第二导电类型半导体层与第二金属电极之间纵向方向的流动，促进水平方向的电流扩散。并且电流阻挡层较佳例如可以是氧化硅、氮化硅之类的氧化物或者氮化物材料。电流阻挡层005对发光层辐射的光透光率较高，优选地，透光率高于80%，与金属电极搭配形成ODR结构，可以提升第二金属电极周围的亮度。较佳的，电流阻挡层005可以允许比第二金属电极的至少一侧的宽度加宽，例如加宽5微米。
绝缘层010，覆盖所述沟槽底部上方、桥接结构、各发光区域表面以及侧壁周围、以及第一金属电极、第二金属电极表面，用于保护半导体发光序列层的表面以及侧壁、第一金属电极、第二金属电极以及桥接金属不被外界水汽接触、侵蚀等等。并且所述绝缘层010在所述第一金属电极008和所述第二金属电极009对应的位置开设有第一开口和第二开口。所述绝缘层010可以通过沉积、刻蚀等工艺制成。
所述绝缘层010形成在各发光区域的第二导电类型半导体层004一侧以及发光区域的侧壁周围，还可至少包括反射功能的层，用于将光从第二导电类型半导体层004一侧以及侧壁周围反射至第一导电类型半导体层002一侧的衬底，并从衬底出光。
所述的反射功能的层可以是例如布拉格反射层，布拉格反射层可通过折射率相对高的第一绝缘材料和折射率相对低的第二绝缘材料重复堆叠而成，所述布拉格反射层能够对发光层辐射至其表面的光进行高比例的反射，从而提升光从透明衬底000的第二表面辐射出去的比例，提升亮度，提高发光效果。
所述布拉格反射层可具有较高的可见光反射率。布拉格反射层在子发光区域的上方、侧壁周围以及沟槽上方以形成整面的反射界面，以尽量保证反射效率。所述分布布拉格反射层010可以以如下方式设计：入射角为0～60°，对发光层辐射的光具有90％以上的反射率。
并且布拉格反射层的第一绝缘材料或者第二绝缘材料理论上对应于或者接近于发光层辐射的光的中心波长的四分之一的光学厚度0。优选地，其中所述的绝缘层010的重复堆叠薄膜的几何厚度为1微米以上，例如1~6微米，例如3对至25对(pairs)。也可以根据实际的反射率对所述的第一绝缘材料的光学厚度和或第二绝缘材料的光学厚度进行调整。
同时，如图2b所示，绝缘层010还包括绝缘层的底层0101和中间层0102，底层0101和中间层0102比布拉格反射层更靠近半导体发光序列层，底层0101作为绝缘层010的第一层比中间层0102更靠近半导体发光序列层。
中间层0102位于布拉格反射层的第一层下方，中间层0102设置为一层致密性比布拉格反射层的每一层的致密性更好，对电极和透明导电层形成可致密性的保护，防止外界的水汽穿透布拉格反射层后到达电极、半导体层和透明导电层的表面破坏性能，可提升高温高湿老化可靠性。
较佳的，中间层0102优选的是致密性较高的氧化铝，可通过ALD或者溅射镀膜工艺获得该中间层。较佳的，为了保证致密性效果，中间层0102的几何厚度至少为50纳米，至多为300纳米，更佳的为80~150纳米。更厚的中间层0102因为蚀刻难度大而会降低后续形成绝缘层开口而采用的蚀刻工艺的效率。
中间层0102下方还有一个底层绝缘层，所述的底层起到隔离保护作用，避免中间层氧化铝直接制备在外延层上或者透明导电层上，对半导体层或者透明导电层（通常是ITO）的损伤而导致整个发光二极管的VF4降低、ESD性能降低。
绝缘层010的底层0101较优的选择氧化硅，氧化硅可选的可采用ALD或者溅射镀工艺形成。底层0101的致密性氧化硅低于中间层氧化铝的致密性。优选的，底层0101的几何厚度至少为5纳米以形成连续的膜层。底层0101的几何厚度至多30纳米，底层0101的几何厚度不能过厚，否则会影响氧化铝对透明到导电层或电极的致密性保护效果，影响ESD性能。
本实施例中，所述的底层0101的折射率低于中间层的折射率，所述的中间层0102的折射率介于重复堆叠的两种材料层的折射率之间。底层0101的折射率低，与半导体发光序列层之间的折射率指相对来说存在更大的差异值，可一定程度的界面反射作用，提升整个绝缘层的反射性。
作为一优选的实施例，所述的绝缘层的重复堆叠层之上有一层顶层0105，所述的顶层0105同样起到保护作用，可避免防止外界的水汽穿过致密性差的布拉格反射层到达外延一侧。优选的，顶层0105致密性高于布拉格反射层的每一层材料层，为氧化铝或者氧化硅，可选择PECVD或者溅射镀膜形成，更优选的为氧化铝，氧化铝的致密性较高。顶层的几何厚度至少为50纳米，至多为300纳米，更佳的为80~150纳米。更厚的顶层，蚀刻难度加大，会降低后续形成绝缘层开口而采用的蚀刻工艺的效率。
需要说明的是，顶层0105与中间层0102都是较高致密性的材料，二者可选择其一设置或者一起设置，顶层0105相较于中间层0102，更远离所述的半导体发光序列层一侧，但是作用效果不如中间层的保护性。
其中布拉格反射层包括折射率相对高第一绝缘材料0104和折射率相对低的第二绝缘材料0103。
较佳的，折射率高的第一绝缘材料0104为氧化铌、氧化钛至少之一种氧化铌膜比氧化钛更优选的好处在于在溅射镀膜过程中更容易氧化，更容易形成致密性更高的膜层。
较佳的，折射率低的第二绝缘材料0103为氧化硅。
为了提升芯片可靠性，所述的布拉格反射层优选的通过PECVD或者蒸镀或者溅射镀膜至少之一种工艺获得，镀膜的质量好以及致密性好，可以改善安装在应用基板上后，因为热胀冷缩而产生的应力作用使绝缘层从其它层的表面例如透明导电层表面脱落或者绝缘层内部的第一绝缘材料与第二绝缘材料之间分离的问题。同时，致密性高的膜层，能实现对电极或者透明导电层形成致密性的保护。
由于中间层0102的膜层致密性高，但几何厚度不能过厚，过厚中间层0102会导致蚀刻形成开口时，难度大，时间长。因此所述布拉格反射层的第一层设置为致密性会低于中间层0102的致密性，但相对于布拉格反射层的其它层致密性更高。由此布拉格反射层布拉格反射层的第一层与中间层0102组合一起形成致密性高的保护膜层。优选的，为了保证致密性保护性效果，布拉格反射层0102的第一层的厚度相对于中间层0102的厚度可以更厚，并且该氧化硅的几何厚度相对布拉格反射层的其它第二绝缘材料层0103的几何厚度都要高。如图2b所示，为了保证致密性，布拉格反射层的第一层优选采用折射率相对低的第二绝缘材料0103如氧化硅，布拉格反射层的第一层优选的是PECVD、溅射镀膜工艺获得，可不同于布拉格反射层的其它层的制作工艺，
如图1~2所示，第一焊盘电极011及第二焊盘电极012位于布拉格反射层010上，第一焊盘电极011通过第一开口接触第一金属电极008，第二焊盘电极012通过第二开口接触第二金属电极009。第一焊盘电极011与第二焊盘电极012之间保留一定宽度的间隙，通过该间隙形成绝缘隔离。
第一焊盘电极011和第二焊盘电极012由下至上可包括黏附层、反射层、应力缓冲层、共晶层以及表层。其中，黏附层为Cr层或Ti层，其用于黏附第一焊盘电极011、第二焊盘51与绝缘层010。反射层为Al层、应力缓冲层可以是Ti/Al/Ti/Al/Ti/Al的重复叠层。共晶层为Ni层，或者，共晶层为Ni层与Pt层的组合。更优选的共晶层是镍层，镍层能够保证足够的共晶能力，但是其应力较大，因此需要前述的缓冲层，并且镍层为了保证足够的共晶能力以较小的应力，较佳的几何厚度为镍层的几何厚度为550~750纳米之间。表层，表层为锡层或者金锡层或者金层。
第一焊盘电极011和第二焊盘电极012可采用锡膏材料通过回流焊、高温处理工艺连接至其它的应用型电路基板，并制作成发光装置，例如背光显示或者RGB显示屏。
根据本申请的一个方面，提供一种发光装置，该发光装置可以是背光显示装置，例如电视、手机、面板，或者可以是RGB显示屏。不管是背光显示装置或者RGB显示屏，该发光装置均包括一个支架，以及固定在支架上的本申请的倒装发光二极管，支架包括但不限于仅仅可以是COB支架或者COG支架，也可以是SMD支架等等。
作为一个实施例，参见图3，该发光装置包括支架100、固定在支架100上的倒装发光二极管200。本实施例中倒装发光二极管200为上述实施例中的倒装发光二极管。
较佳地，支架100可选的为平面型，或者，支架100上用于安装有倒装发光二极管200的区域周围设置有反射杯，该反射杯限定出用于容纳倒装发光二极管200的空间。
支架上100包括不同极性的第二金属电极和第二金属层，倒装发光二极管中第一焊盘电极同时与第二金属电极连接，或者第二焊盘电极同时与第二金属层连接。
第二金属电极和第二金属层与例如导电锡膏以及加热回流焊工艺与第一焊盘电极、第二焊盘电极共晶连接。
较佳的，倒装发光二极管200应用于背光显示或者RGB显示屏，小尺寸的倒装发光二极管200以数百颗或者数千颗或者数万颗的数量集成式的安装在应用基板或者封装基板上，形成背光显示装置或者RGB显示装置的发光光源部分。
实施例二
针对芯片的可靠性，本实施例进一步的提出如下改进，以解决热胀冷缩导致的来自应用电路基板的应力的作用而使电流阻挡层从半导体层表面容易脱落的问题。具体的，本实施例提出如下改进，在第二金属电极下方，第二导电类型半导体层004与透明导电层006之间，取消设置电流阻挡层。
如图4~5所示，所述的透明导电层006还包括有通孔0061，所述的第二金属电极009部分位于透明导电层006上，第二金属电极009的部分通过透明导电层的通孔0061接触第二导电类型半导体层。
所述的第二接触电极009包括块状部分以及至块状部分延申出去的至少一条条状部分，第二金属电极009包括例如块状的一部分也可以是条状的一部分填入所述透明导电层006的通孔与第二导电类型半导体层接触，以改善第二接触电极的附着性。第二金属电极009还包括其余部分接触透明导电层的表面。
第二金属电极009条状部分下方，所述的透明导电层00的通孔的尺寸大于第二金属电极条状部分的尺寸。第二金属电极块状部分下方，所述的透明导电层的通孔小于所述的金属电极的块状部分的尺寸，以实现块状部分的边缘位于透明导电层上表面。
较佳的，所述第二接触电极009的条状部分的尺寸为2~10微米，更佳的透明导电层的孔为多个，并且在第二技术电极009的条状部分下方为两个以上。
优选的，所述的桥接金属电极与焊盘错开，可以避免基板与芯片的焊盘之间的应力作用传输至桥接金属电极。同时仍然保留桥接金属电极下方的电流阻挡层，一方面可以提升亮度，另外一方面可以促进电流扩展。
综上，通过改变绝缘叠层的内部设计，提升其致密性，能更好地保护芯片内部的金属电极、半导体层以及透明导电层，提升高温高湿老化可靠性，并且提升VF4和ESD性能。进一步地，取消第二金属电极下方的电流阻挡层，避免因为应力问题导致电流阻挡层从外延层一侧脱落导致的失效，同时提升第二金属电极的附着性，从而从整体上提供一种构造简单且可提高可靠性的小型化倒装芯片型发光二极管芯片。
虽然已经结合附图参照一些实施例示出了本发明，但是对本领域技术人员来说将明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。另外，应该理解的是，特定实施例的一些特征也可以应用到其它实施例而不脱离本发明的精神和范围。因此，应该理解的是，实施例仅通过举例说明的方式来提供，并且给出实施例以提供本发明的完整的公开，并且为本领域技术人员提供对本发明的透彻的理解。因此，其意在使本发明覆盖修改和变化，只要它们落入权利要求和它们的等同物的范围内。

Claims (25)

1.一种倒装发光二极管，包括：半导体发光序列层和绝缘层，其特征在于：在所述半导体发光序列层上，所述的绝缘层自下而上依次包括底层、中间层和两种材料的重复堆叠层，所述的底层为氧化硅层，所述的中间层为氧化铝层。
2.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的底层与重复堆叠的两种材料层的其中一种材料的组成元素种类相同。
3.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的底层的绝对几何厚度为至少5纳米至多30纳米。
4.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的中间层的绝对几何厚度为所述的顶层的几何厚度至少为50纳米，至多为300纳米。
5.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的重复堆叠层的材料为氧化硅与氧化钛。
6.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的中间层为氧化铝。
7.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的重复堆叠层的材料为氧化铌与氧化硅。
8.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的重复堆叠层之上有一层顶层，所述的顶层的折射率介于重复堆叠层的两种材料的折射率之间。
9.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的顶层为氧化铝。
10.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的顶层的几何厚度至少为50纳米，至多为300纳米。
11.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的半导体发光序列层之上还有透明导电层，透明导电层之上还有金属电极，透明导电层上有孔洞，金属电极具有填充所述透明导电层的孔洞与半导体发光序列层接触的部分。
12.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的重复堆叠层的两种材料的重复堆叠对数为3~25对。
13.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的绝缘层的绝对几何厚度为1~6微米。
14.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述绝缘层上包括焊盘电极。
15.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述的焊盘电极包括镍层，镍层的几何厚度为550~750纳米之间。
16.一种倒装发光二极管，包括：半导体发光序列层和半导体发光序列层上的绝缘层，其特征在于：在所述半导体发光序列层上，所述的绝缘层自下而上依次包括底层、中间层和两种材料的重复堆叠层，所述的底层的折射率低于所述中间层的折射率，所述的中间层的折射率介于重复堆叠的两种材料层的折射率之间。
17.一种倒装发光二极管，其包括：半导体发光序列层；
半导体发光序列层至下而上包括：第一导电类型半导体层、发光层、第二导电类型半导体层；透明导电层，位于第二导电类型半导体层上，并具有通孔；
第二金属电极，位于透明导电层上；第二金属电极通过透明导电层的通孔接触所述第二导电类型半导体层；
绝缘层，覆盖在第二金属电极、透明导电层以及半导体发光序列层上，并具有通孔；
第二焊盘电极通过绝缘层的通孔连接第二金属电极。
18.根据权利要求17所述的一种倒装发光二极管，其特征在于：所述的绝缘层包括两种材料的重复堆叠层。
19.根据权利要求17所述的倒装发光二极管，其特征在于：所述的第二金属电极包括条状部分和宽度比条状部分的宽度更大的块状部分，所述的透明导电层的通孔位于所述的条状和/或所述的块状部分下方。
20.根据权利要求17所述的倒装发光二极管，其特征在于：还包括衬底，衬底上包括至少两个子发光区域，每个子发光区域均包括所述半导体发光序列层，相邻子发光区域之间通过隔离槽隔离开，隔离槽的底部为衬底的上表面。
21.根据权利要求20所述倒装发光二极管，其特征在于：所述的相邻两个子发光区域之间通过桥接金属电性串联，所述桥接金属的一部分位于其中一个子发光区域的第一导电类型半导体层上，所述桥接金属的一部分位于另外一个子发光区域的透明导电层上。
22.根据权利要求20所述倒装发光二极管，其特征在于：所述桥接金属下方的透明导电层与第二导电类型半导体层之间具有电流阻挡层。
23.根据权利要求21所述倒装发光二极管，其特征在于：所述的电流阻挡层在桥接金属下方为完整的块状。
24.根据权利要求20所述倒装发光二极管，其特征在于：所述第二焊盘电极位于其中一个子发光区域上，并且整个第二金属电极完全位于所述的第二焊盘电极下方。
25.一种发光装置，其特征在于：包括权利要求1~24任一项所述的发光二极管。
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