CN113659061B - 倒装发光二极管及发光装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种倒装发光二极管及发光装置，该倒装发光二极管包括半导体堆叠层、第一焊盘和第二焊盘；半导体堆叠层包括第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层；第一焊盘或者第二焊盘设有缝隙，缝隙将第一焊盘或者第二焊盘划分成多个子焊盘。本申请将第一焊盘或者第二焊盘设置成具有缝隙的结构，在第一焊盘或者第二焊盘产生应力时，能够通过缝隙释放对应焊盘所产生的应力，避免对应焊盘在冷热环境转换过程中因应力较大而脱落，提高倒装发光二极管的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及发光二极管相关技术领域，尤其涉及一种倒装发光二极管及发光装置。
背景技术
倒装发光二极管由于发光效率高、节能、环保、寿命长的特点，广泛应用于各个领域，例如照明、背光。现有倒装发光二极管采用Au-Sn共晶焊技术固晶，具体为借助低温助焊剂将倒装发光二极管中的金属焊盘预贴合在刷有锡膏的封装支架上，再通过回流焊将倒装发光二极管与封装支架结合。
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，对应于检测条件越来越严苛，特别的是温度很低或者温度很高的极限环境。由于金属焊盘的热膨胀系数与其一侧所连接绝缘层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金属焊盘产生较大应力，进而出现金属焊盘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。
发明内容
本申请的目的在于提供一种倒装发光二极管，其能够通过焊盘中的缝隙释放焊盘所产生的应力，避免焊盘在冷热环境转换过程中因应力较大而脱落，并提高倒装发光二极管的可靠性。
另一目的还在于提供一种发光装置，该发光装置包括上述倒装发光二极管。
第一方面，本申请实施例提供了一种倒装发光二极管，包括半导体堆叠层、第一焊盘和第二焊盘；半导体堆叠层包括第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层；第一焊盘或者第二焊盘设有缝隙，缝隙将第一焊盘或者第二焊盘划分成多个子焊盘。
在一种可能的实施方案中，缝隙将第一焊盘或者第二焊盘划分成多个完全分离的子焊盘。
在一种可能的实施方案中，包括桥接部，用于将相邻子焊盘之间局部相连，桥接部的一侧或者两侧包括有缝隙。
在一种可能的实施方案中，缝隙的数量为1，或者缝隙的数量为2以上。
在一种可能的实施方案中，缝隙的宽度至少为2微米，且缝隙的宽度至多为35微米。
在一种可能的实施方案中，缝隙为环形或者条形。
在一种可能的实施方案中，倒装发光二极管还包括绝缘层，绝缘层覆盖半导体堆叠层，且第一焊盘和第二焊盘位于绝缘层上；绝缘层分别开设有与第一焊盘、第二焊盘对应的开口，第一焊盘填充对应开口并与第一类型半导体层连接，第二焊盘填充对应开口并与第二类型半导体层连接。
在一种可能的实施方案中，缝隙避开绝缘层中的开口，并位于绝缘层表面上。
在一种可能的实施方案中，部分数量的子焊盘具有填充绝缘层中开口的部分；或者，每一子焊盘均具有填充绝缘层中开口的部分。
在一种可能的实施方案中，绝缘层包括分布式布拉格反射镜。
在一种可能的实施方案中，倒装发光二极管还包括衬底，半导体堆叠层位于衬底上，半导体堆叠层被划分成多个通过沟槽间隔设置的子芯片，相邻子芯片之间通过互连电极连接。
在一种可能的实施方案中，其中一个子芯片上包括第一类型半导体层的部分表面未被有源层覆盖而形成的台面，以及位于有源层上的第二类型半导体层，第二类型半导体层上设有与其电性连接的指状金属电极，指状金属电极上设有第二焊盘，指状金属电极延伸不超过第二焊盘的下方。
在一种可能的实施方案中，第一焊盘位于另外一个子芯片上。
在一种可能的实施方案中，子芯片仅有两个。
在一种可能的实施方案中，第一焊盘和第二焊盘均设有缝隙。
在一种可能的实施方案中，第一焊盘和第二焊盘之间存在间隙，且间隙的宽度大于第一焊盘或者第二焊盘中缝隙的宽度。
在一种可能的实施方案中，第一焊盘和第二焊盘之间存在间隙，且该间隙的宽度至少为30微米，至多为200微米。
在一种可能的实施方案中，第一焊盘和第二焊盘之间存在间隙，且该间隙占据该倒装发光二极管一侧的表面中心。
第二方面，本申请实施例提供了一种发光装置，包括支架和固定在支架上的倒装发光二极管；该倒装发光二极管为上述实施例中的倒装发光二极管。
在一种可能的实施方案中，支架上包括不同极性的第一金属层和第二金属层，倒装发光二极管中第一焊盘的多个子焊盘同时与第一金属层连接，或者第二焊盘的多个子焊盘同时与第二金属层连接。
在一种可能的实施方案中，发光装置为背光显示产品或者RGB显示产品。
与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：
本申请将第一焊盘或者第二焊盘设置成具有缝隙的结构，在第一焊盘或者第二焊盘产生应力时，能够利用上述缝隙释放对应焊盘所产生的应力，避免对应焊盘出现因应力较大而脱落的现象。尤其是在该倒装发光二极管应用于冷热环境转换过程时，上述缝隙能够释放对应焊盘因与其一侧所连接绝缘层存在热膨胀系数差异而产生的应力，进而避免对应焊盘因应力较大而脱落，提高倒装发光二极管的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图2为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图3为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图4为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图5为根据图4所示的倒装发光二极管的的I-I向截面示意图；
图6为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图7为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图8为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图9为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图10为根据图9所示的倒装发光二极管的I-I向截面示意图；
图11为根据本申请实施例示出的一种倒装发光二极管的俯视图；
图12为根据本申请实施例示出的一种发光装置的结构示意图。
图示说明：
10生长衬底；20子芯片；200半导体堆叠层；201第一类型半导体层；202有源层；203第二类型半导体层；210电流阻挡层；220透明导电层；230第一电极；231互连电极；232第二电极；30沟槽；40绝缘层；41开口；50第一焊盘；51第二焊盘；60缝隙；70桥接部；80间隙。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
根据本申请的一个方面，提供一种倒装发光二极管。参见图1～图11，该倒装发光二极管包括半导体堆叠层200、第一焊盘50和第二焊盘51；半导体堆叠层200包括顺序排列的第一类型半导体层201、有源层202和第二类型半导体层203。第一焊盘50或者第二焊盘51设有缝隙60，缝隙60将第一焊盘50或者第二焊盘51划分成多个子焊盘。
较佳地，第一焊盘50和第二焊盘51均设有缝隙60。
将第一焊盘50或者第二焊盘51设置成具有缝隙60的结构，在第一焊盘50或者第二焊盘51产生应力时，能够利用上述缝隙60释放对应焊盘所产生的应力，避免对应焊盘出现因应力较大而脱落的现象。尤其是在该倒装发光二极管应用于冷热环境转换过程时，上述缝隙60能够释放对应焊盘因与其一侧所连接绝缘层存在热膨胀系数差异而产生的应力，进而避免对应焊盘因应力较大而脱落，提高倒装发光二极管的可靠性。
以该倒装发光二极管进行冷热冲击可靠性试验进行示例说明：
将倒装发光二极管固晶在柔性灯带上，使其在极限低温和极限高温之间快速切换以进行循环测试。上述极限低温为-45℃，极限高温为125℃，每个循环周期内，由极限低温转换为极限高温或者有极限高温转换为极限低温的时间为10s。测试后，传统倒装发光二极管的失效率可达到44％，而本申请所提供的倒装发光二极管的失效率可减少为12％。
另外，对倒装发光二极管进行焊盘推力可靠性试验，试验后发现，本申请所提供的倒装发光二极管中焊盘推力相对于传统倒装发光二极管中焊盘推力提升了1.8％。可见，在后续固晶过程中，本申请所提供的倒装发光二极管中焊盘仍与封装支架具有良好的贴合能力。
下面以该倒装发光二极管的具体实施结构进行示例说明：
实施例一
参见图1～图5，该倒装发光二极管包括半导体堆叠层200、第一焊盘50和第二焊盘51。半导体堆叠层200包括顺序排列的第一类型半导体层201、有源层202和第二类型半导体层203，在本实施例中，第一类型半导体层201为N型半导体层，第二类型半导体层203为P型半导体层，有源层202为多层量子阱层。第一焊盘50与第一类型半导体层201电性连接，第二焊盘51与第二类型半导体层203电性连接。
有源层202能够提供一个蓝光、绿光、红光或者红外的发光辐射。
第一焊盘50和第二焊盘51位于倒装发光二极管的一侧表面，并且第一焊盘50和第二焊盘51用于将倒装发光二极管可通过回流焊工艺或者加热金属共晶的方式倒置地安装在应用基板或者封装基板上。第一焊盘50或者第二焊盘51设有缝隙60，缝隙60将第一焊盘50或者第二焊盘51划分成多个子焊盘。
较佳地，第一焊盘50和第二焊盘51均设有缝隙60。
较佳地，第一焊盘50和第二焊盘51的材料可为如A1、Cr、Ni、Ti、Pt、Au等材料或者这些材料中的至少两种组成的合金。在本实施例中，第一焊盘50和第二焊盘51由下至上可包括黏附层、反射层、共晶层以及保护层，其中，黏附层为Cr层或Ti层，其用于黏附第一焊盘50、第二焊盘51与绝缘层40；反射层为A1层；共晶层为Ni层，或者，共晶层为Ni层与Pt层的组合，或者，共晶层为Ni层与Sn层的组合；保护层为Au层。
在一种实施方式中，参见图1和图2，第一焊盘50或者第二焊盘51中缝隙60的数量为一条或两条以上，使第一焊盘50的子焊盘数量为奇数块或者偶数块，第二焊盘51的子焊盘的数量为偶数块。每条缝隙60为任意形状，包括但不限于是条形或者环形，条形沿着一个方向延伸，或者条形沿着不同方向延伸。条形的宽度为相邻两个子焊盘之间的间距，条形的长度为延伸方向上的几何长度。环形的宽度为相邻子焊盘之间的间距，环形的长度为其几何周长。如图1所示的是缝隙为条形，该条形平行于倒装发光二极管的一边，图2所示的缝隙是环形。第一焊盘50和第二焊盘51中缝隙60的形状可相同，也可不同。例如，第一焊盘50和第二焊盘51中缝隙60均为条形；或者，第一焊盘50中缝隙60为环形，第二焊盘51中缝隙60为条形。
每条缝隙60在半导体堆叠层的高度方向上贯穿第一焊盘50或者第二焊盘51，并将第一焊盘50或者第二焊盘51划分成多个完全分离的子焊盘。每个子焊盘的面积尺寸可以是相同的或者不同的。例如如图1所示，第一焊盘50中每个子焊盘的面积不相同。
作为可替换的实施方式，参见图3，第一焊盘50或者第二焊盘51划分成多个并未完全分离的子焊盘，即相邻两个子焊盘之间具有桥接部70，该桥接部70将子焊盘之间局部相连，并且桥接部70的一侧或者两侧包括有缝隙60，相邻子焊盘通过桥接部70连接。桥接部70的宽度通过垂直于缝隙的宽度方向量取获得，优选的，桥接部70的宽度不超过缝隙60宽度的3倍。
在一种实施方式中，缝隙60的宽度具体为相邻子焊盘之间的间距，每条缝隙60的宽度至少为2微米，至多为35微米，例如，每条缝隙60的宽度为2～10微米或者10～20微米或者是20～30微米。并且，第一焊盘50或者第二焊盘51中所有缝隙60的总面积与对应第一焊盘50或者对应第二焊盘51的总面积(包括缝隙60的总面积)的比例小于或者等于1:4，例如，上述比例具体为1:6或者1:10等等。
将缝隙60的宽度以及总面积配置为上述范围，主要是保证在第一焊盘50或者第二焊盘51具有良好的固晶性能下，在第一焊盘50或者第二焊盘51产生应力时，缝隙60能够释放足够的应力，并避免对应焊盘脱落以提高倒装发光二极管的可靠性。若每一缝隙60的宽度小于2微米时，缝隙60在第一焊盘50或者第二焊盘51产生应力时不能释放足够的应力，从而不能避免对应焊盘脱落，达不到提高倒装发光二极管的可靠性的目的。或者，若第一焊盘50或者第二焊盘51中所有缝隙60的总面积大于1:4时，对应焊盘因其具有小面积的子焊盘而导致固晶性能明显降低。
在一种实施方式中，参见图1，第一焊盘50和第二焊盘51之间存在间隙80，且该间隙80占据倒装发光二极管一侧的表面中心。第一焊盘50和第二焊盘51之间间隙80的宽度大于第一焊盘50或者第二焊盘51中缝隙60的宽度，具体地，该间隙80的宽度至少为30微米，至多为200微米。该间隙80具有较大的宽度，主要是防止倒装发光二极管安装在应用基板或者封装基板上时，第一焊盘50和第二焊盘51之间受热短路。
在一种实施方式中，参见图4和图5，该倒装发光二极管还包括生长衬底10，该生长衬底10为蓝宝石平底衬底、蓝宝石图形化衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、砷化镓衬底或者硅衬底中的一种。在本实施例中，生长衬底10选用为蓝宝石图形化衬底，半导体堆叠层200形成在蓝宝石图形化衬底上，且第一类型半导体层201位于半导体堆叠层200靠近生长衬底10的一侧。
在一种实施方式中，参见图4和图5，该倒装发光二极管还包括绝缘层40，该绝缘层40覆盖半导体堆叠层200远离生长衬底10的一侧，且第一焊盘50和第二焊盘51位于绝缘层40上。绝缘层40分别开设有与第一焊盘50和第二焊盘51对应的开口41，第一焊盘50具有填充与其对应的开口41的部分并与第一类型半导体层201电性连接，第二焊盘51具有填充与其对应的开口41的部分并与第二类型半导体层203电性连接。
第一焊盘50和第二焊盘51中的缝隙60位于绝缘层40的表面上，并均避开绝缘层40中的开口41。
较佳地，绝缘层40与第一焊盘50所对应开口41的数量小于或等于第一焊盘50中子焊盘的数量，也可以描述为第一焊盘50中部分或全部子焊盘具有填充与其对应的开口41的部分。如图1或者图2所示，第一焊盘50中只有位于中间位置的一个子焊盘具有填充绝缘层40中开口的部分，其余的子焊盘均完全位于绝缘层40的表面上。
同样地，绝缘层40与第二焊盘51所对应开口41的数量小于或等于第二焊盘51中子焊盘的数量，也可以描述为第二焊盘51中部分或全部的子焊盘具有填充与其对应的开口41的部分。如图1或者图2所示，第二焊盘51中只有位于中间位置的一个子焊盘具有填充绝缘层40中开口的部分，其余的子焊盘均完全位于绝缘层40的表面上。
较佳地，绝缘层40包括但不限于是为分布式布拉格反射镜，该绝缘层40的材料为SiO2、TiO2、ZnO2、ZrO2、Cu2O3等不同材料中的至少两种，该绝缘层40具体包括采用诸如电子束蒸镀或者离子束溅射等技术使两种材料以交替层叠成多层的方式所制成的分布式布拉格反射镜。较佳的，绝缘层40的厚度为1～4微米。
在一种实施方式中，参见图4和图5，该倒装发光二极管还包括第一电极230和第二电极232。第一电极230和第二电极232均可包括点状电极或者指状电极。第一电极230位于第一类型半导体层201上并与该第一类型半导体层201电性连接，第二电极232位于第二类型半导体层203上并与该第二类型半导体层203电性连接。
较佳地，第一电极230或者第二电极232包括指状金属电极，指状金属电极位于对应焊盘的下方。在本实施例中，第二电极232包括指状金属电极，指状金属电极延伸不超过第二焊盘51的下方，也可以描述为指状金属电极的整个区域均位于第二焊盘51的下方(图4和图5)。
作为可替换的实施方式，参见图1～图3，第二电极232包括指状金属电极，指状金属电极的部分区域位于第二焊盘51的下方。
第一类型半导体层201与第一电极230可以直接接触。第二类型半导体层203与第二电极232之间包括有电流阻挡层210和透明导电层220，第二电极232与透明导电层220接触。具体地，电流阻挡层210形成在第二类型半导体层203的表面上，电流阻挡层210的材料可选为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种。透明导电层220形成在第二类型半导体层203的表面上，具体地，透明导电层220部分接触电流阻挡层210的远离第二类型半导体层203的表面，并且部分接触第二类型半导体层203的表面。透明导电层220的材料一般选择具有透明性质的导电材料，在本实施例中，透明导电层220的材料为氧化铟锡，其主要起到欧姆接触与横向电流扩展作用。
实施例二
参见图6～图11，该倒装发光二极管包括生长衬底10、半导体堆叠层200、第一焊盘50和第二焊盘51。半导体堆叠层200包括顺序排列的第一类型半导体层201、有源层202和第二类型半导体层203，且第一类型半导体层201位于半导体堆叠层200靠近生长衬底10的一侧。半导体堆叠层200被划分成多个子芯片20，相邻子芯片20之间通过沟槽30间隔，且相邻子芯片20之间电性连接。多个子芯片20自右至左按照顺序定义为第1子芯片、第2子芯片、第n子芯片，n为子芯片的数量。第一焊盘50与第1子芯片的第一类型半导体层201电性连接；第二焊盘51与第n子芯片的第二类型半导体层203电性连接。
有源层202能够提供一个蓝光、绿光、红光或者红外的发光辐射。
第一焊盘50和第二焊盘51位于倒装发光二极管远离生长衬底10的一侧表面，并且第一焊盘50和第二焊盘51用于将倒装发光二极管可通过回流焊工艺或者加热金属共晶的方式倒置地安装在应用基板或者封装基板上。第一焊盘50或者第二焊盘51设有缝隙60，缝隙60将第一焊盘50或者第二焊盘51划分成多个子焊盘。
较佳地，第一焊盘50和第二焊盘51均设有缝隙60。
较佳地，第一焊盘50和第二焊盘51的材料可为如A1、Cr、Ni、Ti、Pt、Au等材料或者这些材料中的至少两种组成的合金。在本实施例中，第一焊盘50和第二焊盘51由下至上可包括黏附层、反射层、共晶层以及保护层，其中，黏附层为Cr层或Ti层，其用于黏附第一焊盘50、第二焊盘51与绝缘层40；反射层为A1层；共晶层为Ni层，或者，共晶层为Ni层与Pt层的组合，或者，共晶层为Ni层与Sn层的组合；保护层为Au层。
在一种实施方式中，参见图6和图7，第一焊盘50或者第二焊盘51中缝隙60的数量为一条或两条以上，每条缝隙60为任意形状，包括但不限于是条形或者环形，条形沿着一个方向延伸，或者条形沿着不同方向延伸。条形的宽度为相邻两个子焊盘之间的间距，条形的长度为延伸方向上的几何长度。环形的宽度为相邻子焊盘之间的间距，环形的长度为其几何周长。如图6所示的是缝隙为条形，该条形平行于倒装发光二极管的一边，图7所示的缝隙是环形。第一焊盘50和第二焊盘51中缝隙60的形状可相同，也可不同。例如，第一焊盘50和第二焊盘51中缝隙60均为条形；或者，第一焊盘50中缝隙60为环形，第二焊盘51中缝隙60为条形。
每条缝隙60在半导体堆叠层的高度方向上贯穿第一焊盘50或者第二焊盘51，并将第一焊盘50或者第二焊盘51划分成多个完全分离的子焊盘。每个子焊盘的面积尺寸可以是相同的或者不同的。例如如图6所示，第一焊盘50中每个子焊盘的面积不相同。
作为可替换的实施方式，参见图8，第一焊盘50或者第二焊盘51划分成多个并未完全分离的子焊盘，即相邻两个子焊盘之间具有桥接部70，该桥接部70将子焊盘之间局部相连，并且桥接部70的一侧或者两侧包括有缝隙60，相邻子焊盘通过桥接部70连接。桥接部70的宽度通过垂直于缝隙的宽度方向量取获得，优选的，桥接部70的宽度不超过缝隙60宽度的3倍。
在一种实施方式中，缝隙60的宽度具体为相邻子焊盘之间的间距，每条缝隙60的宽度至少为2微米，至多为35微米，例如，每条缝隙60的宽度为2～10微米或者10～20微米或者是20～30微米。并且，第一焊盘50或者第一焊盘51中所有缝隙60的总面积与对应第一焊盘50或者对应第二焊盘51的总面积(包括缝隙60的总面积)的比例小于或者等于1:4，例如，上述比例具体为1:6或者1:10等等。
将缝隙60的宽度以及总面积配置为上述范围，主要是保证在第一焊盘50或者第二焊盘51具有良好的固晶性能下，在第一焊盘50或者第二焊盘51产生应力时，缝隙60能够释放足够的应力，并避免对应焊盘脱落以提高倒装发光二极管的可靠性。若每一缝隙60的宽度小于2微米时，缝隙60在第一焊盘50或者第二焊盘51产生应力时不能释放足够的应力，从而不能避免对应焊盘脱落，达不到提高倒装发光二极管的可靠性的目的。或者，若第一焊盘50或者第二焊盘51中所有缝隙60的总面积大于1:4时，对应焊盘因其具有小面积的子焊盘而导致固晶性能明显降低。
在一种实施方式中，参见图6，第一焊盘50和第二焊盘51之间存在间隙80，且该间隙80占据倒装发光二极管一侧的表面中心。第一焊盘50和第二焊盘51之间间隙80的宽度大于第一焊盘50或者第二焊盘51中缝隙60的宽度，该间隙80具有较大的宽度，主要是防止倒装发光二极管安装在应用基板或者封装基板上时，第一焊盘50和第二焊盘51之间受热短路。较佳地，间隙80的宽度至少为30微米，至多为200微米。若间隙80的宽度大于200微米，在倒装发光二极管尺寸有限的情况下，会使得安装在应用基板或者封装基板上的焊盘固晶能力不足。
在一种实施方式中，参见图9和图10，该倒装发光二极管还包括绝缘层40，该绝缘层40覆盖每一子芯片20和沟槽30，且第一焊盘50和第二焊盘51位于绝缘层40上。绝缘层40分别开设有与第一焊盘50和第二焊盘51对应的开口41，第一焊盘50具有填充与其对应的开口41的部分并与第1子芯片中的第一类型半导体层201电性连接，第二焊盘51具有填充与其对应的开口41的部分并与第n子芯片中的第二类型半导体层203电性连接。
第一焊盘50和第二焊盘51中的缝隙60位于绝缘层40的表面上，并均避开绝缘层40的开口41。
较佳地，绝缘层40与第一焊盘50所对应开口41的数量小于或等于第一焊盘50中子焊盘的数量，也可以描述为第一焊盘50中部分或全部子焊盘具有填充与其对应的开口41的部分。如图6或者图7所示，第一焊盘50中只有位于中间位置的一个子焊盘具有填充绝缘层40中开口的部分，其余的子焊盘均完全位于绝缘层40的表面上。
同样地，绝缘层40与第二焊盘51所对应开口41的数量小于或等于第二焊盘51中子焊盘的数量，也可以描述为第二焊盘51中部分或全部子焊盘具有填充与其对应的开口41的部分。如图6或者图7所示，第二焊盘51中只有位于中间位置的一个子焊盘具有填充绝缘层40中开口的部分，其余的子焊盘均完全位于绝缘层40的表面上。
较佳地，绝缘层40包括但不限于是为分布式布拉格反射镜，该绝缘层40的材料为SiO2、TiO2、ZnO2、ZrO2、Cu2O3等不同材料中的至少两种，该绝缘层40具体包括采用诸如电子束蒸镀或者离子束溅射等技术使两种材料以交替层叠成多层的方式所制成的分布式布拉格反射镜。较佳的，绝缘层40的厚度为1～6微米。
在一种实施方式中，参见图9和图10，该倒装发光二极管还包括第一电极230、互连电极231和第二电极232。第一电极230和第二电极232均可包括点状电极或者指状电极。第一电极230位于第1子芯片中的第一类型半导体层201上并与该第一类型半导体层201电性连接。第二电极232位于第n子芯片中的第二类型半导体层203上并与该第二类型半导体层203电性连接。互连电极231连接相邻两个子芯片20，具体地，在每相邻的两个子芯片20中，互连电极231自右侧子芯片中第二类型半导体层203的表面经沟槽30延伸至左侧子芯片中第一类型半导体层201的表面，以将相邻两个子芯片20电性连接。
较佳地，每个子芯片20均包括由第一类型半导体层201的部分表面未被有源层202覆盖而形成的台面，以及位于有源层202上的第二类型半导体层203。第一电极230位于第1子芯片中的上述台面上，第二电极232位于第n子芯片中的上述第二类型半导体层203上。第一电极230或者第二电极232包括指状金属电极，指状金属电极位于对应焊盘的下方。参见图6～图8，第二电极232包括指状金属电极，指状金属电极的部分区域位于第二焊盘51的下方。
作为一个较佳的实施例，第二电极232的指状金属电极平行于倒装发光二极管的侧边，并指向第一电极230，以保证第二类型半导体层203的表面上电流的扩展均匀，互连电极231平行于倒装发光二极管的侧边，并且平行于第一电极230。指状金属电极延伸不超过第二焊盘51的下方，也可以描述为指状金属电极的整个区域均位于第二焊盘51的下方(图9和图10)。优选地，第一焊盘50和第二焊盘51位于不同子芯片20的情况下，指状金属电极的整个形状均位于第二焊盘51中一个子焊盘的下方(图11)，第二焊盘51的边缘不覆盖在指状金属电极上，保证第二焊盘51的边缘覆盖区域平整，有利于第二焊盘51受到外界推拉力时受力均匀，避免第二焊盘51在其边缘与指状金属电极的交叉位置处容易脱落。较佳的，第二电极232的指状金属电极相对于第二焊盘51的边缘内缩至少12微米，可以有效避免因指状金属电极延伸至第二焊盘51边缘之外而导致的第二焊盘51在其边缘与指状金属电极的交叉位置处容易脱落的问题。
每个子芯片20均包括电流阻挡层210。具体地，电流阻挡层210形成在第二类型半导体层203的表面，在除第n子芯片之外的所有子芯片20中，该电流阻挡层210自右侧子芯片中第二类型半导体层203的表面经沟槽30延伸至与其相邻的左侧子芯片中第一类型半导体层201的表面。电流阻挡层210的材料可选为氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种。
位于第二类型半导体层203表面的电流阻挡层210上形成有透明导电层220。该透明导电层220的材料一般选择具有透明性质的导电材料，在本实施例中，透明导电层220的材料为氧化铟锡，其主要起到欧姆接触与横向电流扩展作用。
上述的第二电极232形成在第n子芯片中的透明导电层220上。在每相邻的两个子芯片20中，上述的互连电极231自右侧子芯片中透明导电层220经位于沟槽30处的电流阻挡层210延伸至左侧子芯片中第一类型半导体层201的表面。
需要说明的是，图6～图11中虽然仅示例出倒装发光二极管包括两个子芯片20的情况，对于倒装发光二极管包括三个及三个以上子芯片20的情况也属于本申请所保护的范围内。
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12，该发光装置包括支架S100、固定在支架S100上的倒装发光二极管S200以及用于封装倒装发光二极管S200的封装层S300。本实施例中倒装发光二极管S200为上述实施例中的倒装发光二极管。
较佳地，支架S100可选的为平面型，或者，支架S100上用于安装有倒装发光二极管S200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S200的空间。
支架上S100包括不同极性的第一金属层和第二金属层，倒装发光二极管中第一焊盘50的多个子焊盘同时与第一金属层连接，或者第二焊盘51的多个子焊盘同时与第二金属层连接。
例如，第一焊盘50的多个子焊盘通过焊料例如导电锡膏以及加热回流焊工艺与第一金属层共晶连接，第二焊盘51的多个子焊盘同时通过导电锡膏以及加热回流焊工艺与第二金属层共晶连接。或者，第一焊盘50的多个子焊盘表面含有锡焊接层，第二焊盘51的多个子焊盘表面含有锡焊接层，锡焊接层中的锡元素直接通过加热回流焊接工艺与第一金属层、第二金属层形成共晶连接。
较佳地，封装层S300包括透明胶、反射胶、黑胶、其他不透光胶的一种或者组合。
较佳的，倒装发光二极管S200应用于显示或者RGB显示屏，小尺寸的倒装发光二极管S200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，形成背光显示或者RGB显示的发光光源部分。
由以上的技术方案可知，本申请将倒装发光二极管中的第一焊盘50或者第二焊盘51均设置成具有缝隙60的结构。由于背光或者RGB显示屏的倒装发光二极管的可靠性要求较高，利用上述缝隙60释放对应焊盘所产生的应力，避免对应焊盘出现因应力较大而脱落的现象。尤其是在该倒装发光二极管应用于冷热环境转换过程时，上述缝隙60能够释放对应焊盘因与其一侧所连接绝缘层存在热膨胀系数差异而产生的应力，进而避免对应焊盘因应力较大而脱落，提高倒装发光二极管的可靠性。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。
Claims (18)
1.一种倒装发光二极管，包括半导体堆叠层、第一焊盘和第二焊盘；所述半导体堆叠层包括第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层；
其特征在于，所述第一焊盘或者第二焊盘设有缝隙，所述缝隙将所述第一焊盘或者第二焊盘划分成多个子焊盘，所述缝隙的宽度至少为2微米，至多为35微米，第一电极和第二电极，第一电极位于第一类型半导体层上并与第一类型半导体层电性连接，第二电极位于第二类型半导体层上并与第二类型半导体层电性连接，所述第二电极为指状金属电极；
电流阻挡层和透明导电层，所述电流阻挡层形成在第二类型半导体层的表面上，所述透明导电层覆盖在所述电流阻挡层和所述第二类型半导体层的上面；
所述第二电极位于所述透明导电层上，并且所述第二电极与所述透明导电层接触；
绝缘层，覆盖在半导体堆叠层、透明导电层、第一电极和第二电极上；
第一焊盘和第二焊盘且第一焊盘和第二焊盘位于所述绝缘层上，并且接触所述绝缘层；
绝缘层分别开设有与第一焊盘和第二焊盘对应的开口，第一焊盘具有填充与其对应的绝缘层的开口的部分并与第一类型半导体层电性连接第一电极接触，第二焊盘具有填充与其对应的绝缘层的开口的部分并与第二类型半导体层电性连接第二电极接触；第一焊盘和第二焊盘由下至上可包括黏附层、反射层、共晶层以及保护层，其中共晶层为Ni层，或者共晶层为Ni层与Pt层的组合，或者共晶层为Ni层与Sn层的组合；
所述的绝缘层为布拉格反射镜层，所述绝缘层以交替层叠成多层的方式形成，且所述绝缘层的材料为SiO2、TiO2、ZnO2、ZrO2、Cu2O3中不同材料中的至少两种。
2.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述缝隙将所述第一焊盘或者第二焊盘划分成多个完全分离的子焊盘。
3.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，包括桥接部，用于将相邻所述子焊盘之间局部相连，所述桥接部的一侧或者两侧包括有所述缝隙。
4.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述缝隙的数量为1，或者所述缝隙的数量为2以上。
5.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述缝隙为环形或者条形。
6.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述缝隙避开所述绝缘层中的开口，并位于所述绝缘层表面上。
7.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，部分数量的所述子焊盘具有填充所述绝缘层中开口的部分；或者，每一所述子焊盘均具有填充所述绝缘层中开口的部分。
8.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，还包括衬底，所述半导体堆叠层位于所述衬底上，所述半导体堆叠层被划分成多个通过沟槽间隔设置的子芯片，相邻所述子芯片之间通过互连电极连接。
9.根据权利要求8所述的倒装发光二极管，其特征在于，其中一个子芯片上包括所述第一类型半导体层的部分表面未被有源层覆盖而形成的台面，以及位于有源层上的所述第二类型半导体层，所述第二类型半导体层上设有与其电性连接的指状金属电极，所述指状金属电极上设有所述第二焊盘，所述指状金属电极延伸不超过所述第二焊盘的下方。
10.根据权利要求9所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘位于另外一个子芯片上。
11.根据权利要求8所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述子芯片仅有两个。
12.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘和第二焊盘均设有所述缝隙。
13.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘和第二焊盘之间存在间隙，且所述间隙的宽度大于所述第一焊盘或者第二焊盘中缝隙的宽度。
14.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘和第二焊盘之间存在间隙，且所述间隙的宽度至少为30微米，至多为200微米。
15.根据权利要求1所述的倒装发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘和第二焊盘之间存在间隙，且所述间隙占据所述倒装发光二极管一侧的表面中心。
16.一种发光装置，其特征在于，包括支架和固定在所述支架上的倒装发光二极管；所述倒装发光二极管为权利要求1～15中任一项所述的倒装发光二极管。
17.根据权利要求16所述的发光装置，其特征在于，所述支架上包括不同极性的第一金属层和第二金属层，所述倒装发光二极管中第一焊盘的多个子焊盘同时与所述第一金属层连接，或者所述第二焊盘的多个子焊盘同时与所述第二金属层连接。
18.根据权利要求16所述的一种发光装置，其特征在于，所述发光装置为背光显示产品或者RGB显示产品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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