CN203674249U - 一种提高倒装薄膜led侧面出光的结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构,尤其涉及半导体元件结构设计领域。其LED芯片结构从上至下依次为N型半导体层、发光层、P型半导体层和电流扩展层，N型金属电极连接N型半导体层，P型金属电极连接电流扩展层，其特征在于所述N型半导体层、发光层和P型半导体层右侧为倾斜面，所述N型半导体层左侧为倾斜面，所述N型金属电极和P型金属电极底端连接有散热基板。将LED倒装芯片刻蚀成梯形，并倒装在基板上，再通过激光剥离去除蓝宝石衬底，形成具有一定倾斜角度的LED倒装薄膜芯片，提高了LED的侧面出光，从而提高了光效。

Description

一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构

技术领域

本实用新型涉及半导体元件结构设计领域，尤其涉及一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构。

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED），它能将电能转化为光能。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。

传统的LED芯片的衬底为蓝宝石衬底，出光面为P型GaN表面。倒装薄膜LED通过倒装焊工艺将P型GaN表面焊接在Si或其他导热率高的衬底上，在利用激光剥离工艺将蓝宝石剥去，使光从N型层面出光。倒装薄膜芯片由于应用高热导率材料作为衬底，散热好，可有效控制结温；同时倒装薄膜芯片可实现无金线互联，提高封装可靠性，降低封装成本，另外，倒装薄膜芯片由于去除了蓝宝石衬底，减少了光线在蓝宝石衬底内的损失，更加有利于光提取率。但是同倒装芯片一样，倒装薄膜芯片为长方体形状，侧壁是陡直的。由于全反射现象，射向芯片侧壁的光线一部分被全反射回芯片内部，在芯片内多次反射后被吸收或被损耗，针对上述问题，提出了一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构。

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一定倾斜角度的倒装薄膜LED侧面出光的结构，提高了LED的侧面出光，从而提高了光效。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构，LED芯片结构从上至下依次为N型半导体层、发光层、P型半导体层和电流扩展层，N型金属电极连接N型半导体层，P型金属电极连接电流扩展层，其特征在于所述N型半导体层、发光层和P型半导体层右侧为倾斜面，所述N型半导体层左侧为倾斜面，所述N型金属电极和P型金属电极底端连接有散热基板。

优选的，所述N型半导体层、发光层和P型半导体层右侧为倾斜面，其倾斜角度范围是20°至70°，所述N型半导体层左侧为倾斜面，其倾斜角度范围是20°至70°。

优选的，所述N型金属电极的底端与所述P型金属电极的底端高度相同。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过光刻胶和SiO₂或具有一定厚度的抗刻蚀光刻胶做区域性掩蔽，利用ICP刻蚀工艺对未做掩蔽的划片道区域进行刻蚀，直至蓝宝石衬底。通过对光刻胶坚膜条件和ICP刻蚀条件的控制，使刻蚀的GaN具有一定的倾斜角度。在后续的芯片工艺中利用激光切割将芯片分离，然后将单科芯片倒装到其他衬底材料上，再通过激光剥离去除掉蓝宝石衬底，最终实现侧壁具有一定倾斜角度的LED倒装芯片。将LED倒装芯片刻蚀成梯形，并倒装在基板上，形成具有一定倾斜角度的LED倒装芯片，提高了LED的侧面出光，从而提高了光效。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

其中，基板1， N型半导体层2，发光层3，P型半导体层4，电流扩展层5，P型金属电极6，N型金属电极7。

具体实施方式

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。

一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构，LED芯片结构从上至下依次为N型半导体层2、发光层3、P型半导体层4和电流扩展层5，N型金属电极7连接N型半导体层2，P型金属电极6连接电流扩展层5，其特征在于所述N型半导体层2、发光层3和P型半导体层4右侧为倾斜面，所述N型半导体层2左侧为倾斜面，所述N型金属电极7和P型金属电极6底端连接有散热基板1；所述N型半导体层2、发光层3和P型半导体层4右侧为倾斜面，其倾斜角度范围是20°至70°，所述N型半导体层2左侧为倾斜面，其倾斜角度范围是20°至70°；所述N型金属电极7的底端与所述P型金属电极6的底端高度相同。

本实用新型可以通过一下步骤制备而成：

（1）在蓝宝石基板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 型半导体层2、发光层3、P型半导体层4。

（2）在该外延层上，利用光刻、腐蚀和干蚀刻技术，从P型半导体层4表面往下蚀刻出部分裸露的N型半导体层2。

（3）淀积一定厚度的SiO₂，厚度为0.5um至1.5um。

（5）涂覆一定厚度的光刻胶，光刻胶厚度2.0um至4.0um。

（6）通过曝光、显影去除划片道上的光刻胶，再腐蚀去除划片道上的SiO₂。

（7）坚膜，坚膜温度120℃至140℃。

（8）通过ICP刻蚀裸漏的GaN，直至蓝宝石衬底。并使GaN侧壁具有一定的倾斜角度，角度范围20°至70°。

（9）去除SiO₂及光刻胶。

（10）通过蒸发、光刻、腐蚀的方法制备电流扩展层5，电流扩展层5可为Ni/Ag、ITO/Ni/Ag、ITO/Cr/Ag。

（11）光刻、蒸发、剥离制备N、P金属电极。

（12）研磨、抛光、贴膜、激光切片、裂片、扩膜，将芯片分离。

（13）将芯片倒装在整片Si或Cu或AlN衬底上。

（14）利用激光剥离去除蓝宝石衬底。

（15）对激光剥离后的N型半导体层2进行抛光。

（16）切、裂倒装薄膜芯片成分立芯片。

注：上述3-6步也可以通过下述步骤进行：

采用一定厚度的抗刻蚀光刻胶，胶厚5um以上，通过曝光、显影去除划片道上光刻胶。

本实用新型通过光刻胶和SiO₂或具有一定厚度的抗刻蚀光刻胶做区域性掩蔽，利用ICP刻蚀工艺对未做掩蔽的划片道区域进行刻蚀，直至蓝宝石衬底。通通过对光刻胶坚膜条件和ICP刻蚀条件的控制，使刻蚀的GaN具有一定的倾斜角度。然后再后续的芯片工艺中利用激光切割将芯片分离，然后将单科芯片倒装到其他衬底上，再通过激光剥离去除掉蓝宝石衬底，最终实现侧壁具有一定倾斜角度的LED倒装芯片。将LED倒装芯片刻蚀成梯形，并倒装在基板上，形成具有一定倾斜角度的LED倒装芯片，提高了LED的侧面出光，从而提高了光效。 

Claims (3)

1.一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构，LED芯片结构从上至下依次为N型半导体层（2）、发光层（3）、P型半导体层（4）和电流扩展层（5），N型金属电极（7）连接N型半导体层（2），P型金属电极（6）连接电流扩展层（5），其特征在于：所述N型半导体层（2）、发光层（3）和P型半导体层（4）右侧为倾斜面，所述N型半导体层（2）左侧为倾斜面，所述N型金属电极（7）和P型金属电极（6）底端连接有散热基板（1）。

2.根据权利要求1所述的一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构，其特征在于：所述N型半导体层（2）、发光层（3）和P型半导体层（4）右侧为倾斜面，其倾斜角度范围是20°至70°，所述N型半导体层（2）左侧为倾斜面，其倾斜角度范围是20°至70°。

3.根据权利要求1所述的一种提高倒装薄膜LED侧面出光的结构，其特征在于：所述N型金属电极（7）的底端与所述P型金属电极（6）的底端高度相同。

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