CN203674247U - 具有倒装结构的led芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有倒装结构的LED芯片，涉及半导体器件技术领域。包括蓝宝石衬底；位于蓝宝石衬底下表面的N型层，所述N型层的下表面上设有凸台；位于N型层凸台下表面的发光层，位于凸台右侧的N型层下表面的N电极；位于发光层下表面的P型层，位于P型层下表面的P电极，用于连接P电极和硅基板的P焊点以及用于连接N电极与硅基板的N焊点，所述蓝宝石衬底的横截面为正梯形，所述硅基板的上表面设有圆柱形孔洞且其侧壁为倾斜的。所述LED芯片可以有效地提高芯片的出光率，解决了传统倒装芯片发光效率低的问题，使倒装LED芯片更具备市场前景。

Description

具有倒装结构的LED芯片

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种发光率高的具有倒装结构的LED芯片。

背景技术

发光二极管是一种能发光的半导体电子元件，简称为LED，由镓与砷、磷的化合物制成。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当高的程度。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

LED光源属于绿色光源，具有节能环保、寿命长、能耗低、安全系数高等优点，被广泛应用于照明和背光领域。目前，正装LED芯片技术成熟，但正面发出的光会被金属焊线遮蔽，而且散热性差，而倒装LED芯片具有很好的散热效果。图2所示为传统的倒装LED芯片结构，主要包括蓝宝石衬底，由上往下为N型层、发光层、P型层、P电极、N电极、P焊点、N焊点和硅基板，但是传统的倒装LED结构存在侧面发出的光被散射的现象，限制了发光率的提高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有倒装结构的LED芯片，所述LED芯片相对于现有的倒装结构LED芯片具有发光率高的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种具有倒装结构的LED芯片，包括蓝宝石衬底；位于蓝宝石衬底下表面的N型层，所述N型层的下表面上设有凸台；位于N型层凸台下表面的发光层，位于凸台右侧的N型层下表面的N电极；位于发光层下表面的P型层，位于P型层下表面的P电极，用于连接P电极和硅基板的P焊点以及用于连接N电极与硅基板的N焊点，其特征在于：所述蓝宝石衬底的横截面为正梯形，所述硅基板的上表面设有圆柱形孔洞且其侧壁为倾斜的。

优选的，所述圆柱形孔洞深2um±0.5um，直径为2um±0.5um，孔洞与孔洞之间的间隔为2um±0.5um。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述LED芯片包括正梯形蓝宝石衬底，由上往下为N型层、发光层、P型层、P电极、N电极、P焊点、N焊点、表面具有圆形孔洞且侧壁为倾斜的的硅基板，所述LED芯片可以有效地提高芯片的出光率，解决了传统倒装芯片发光效率低的问题，使倒装LED芯片更具备市场前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是现有技术倒装LED芯片的结构示意图；

其中：200、蓝宝石衬底 201、N型层 202、发光层 203、P型层 204、P电极 205、N电极 206、P焊点 207、N焊点 208、硅基板。

具体实施方式

如图1所示，一种具有倒装结构的LED芯片，包括蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底200的横截面为正梯形；位于蓝宝石衬底200下表面的N型层201，所述N型层201的下表面上设有凸台；位于N型层201凸台下表面的发光层202，位于凸台右侧的N型层201下表面的N电极205；位于发光层202下表面的P型层203，位于P型层203下表面的P电极204，用于连接P电极204和硅基板208的P焊点206以及用于连接N电极205与硅基板208的N焊点207，所述硅基板208的上表面设有圆柱形孔洞且其侧壁为倾斜的。所述圆柱形孔洞深2um±0.5um，直径为2um±0.5um，孔洞与孔洞之间的间隔为2um±0.5um。

制作方法：（1）在蓝宝石基板200 上利用金属有机化合物化学气相沉淀（英文缩写为MOCVD）外延层，其从下到上依次包括N 型层201、发光层202、P 型层203。（2）在该外延层上，利用光刻、腐蚀和干蚀刻技术，从P 型层203 表面往下蚀刻出部分裸露的N 型层。（3）采用光刻、电子束蒸发和金属剥离技术，在所述P型层203 和裸露的N 型层201上蒸发金属电极。（4）通过研磨和减薄工艺将蓝宝石衬底减薄到40um-50um。（5）应用具有一定倒角的石英砂轮对蓝宝石衬底进行切割，形成侧壁具有倒梯形的结构，倒梯形角度45°±5°。（6）裂片、翻膜、扩膜，形成分立晶片。（7）在硅基板上利用光刻、刻蚀工艺形成具有一定规则形状的圆柱形孔洞，为第10步倒装焊工艺的图像识别做准备，圆柱尺寸为2um*2um，间距2um。（8）利用光刻、刻蚀工艺，在SI基板的划片道部位形成深度10um的正梯形。（9）在SI基板上形成与芯片电极位置对应的焊点。（10）利用倒装焊机台将第6步形成分立晶片焊接在SI基板上，形成倒装焊芯片。

所述LED芯片可以有效地提高芯片的出光率，解决了传统倒装芯片发光效率低的问题，使倒装LED芯片更具备市场前景。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及其实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用来帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。 

Claims (2)

1.一种具有倒装结构的LED芯片，包括蓝宝石衬底；位于蓝宝石衬底（200）下表面的N型层（201），所述N型层（201）的下表面上设有凸台；位于N型层（201）凸台下表面的发光层（202），位于凸台右侧的N型层（201）下表面的N电极（205）；位于发光层（202）下表面的P型层（203），位于P型层（203）下表面的P电极（204），用于连接P电极（204）和硅基板（208）的P焊点（206）以及用于连接N电极（205）与硅基板（208）的N焊点（207），其特征在于：所述蓝宝石衬底（200）的横截面为正梯形，所述硅基板（208）的上表面设有圆柱形孔洞且其侧壁为倾斜的。

2.根据权利要求1所述的具有倒装结构的LED芯片，其特征在于：所述圆柱形孔洞深2um±0.5um，直径为2um±0.5um，孔洞与孔洞之间的间隔为2um±0.5um。

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