CN204538077U - Led芯片及使用该led芯片的发光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED芯片及使用该LED芯片的发光装置，其中，所述LED芯片包括：衬底；设置与所述衬底上的N型半导体层和P型半导体层；设置于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的发光层；以及N型电极和P型电极；所述LED芯片上间隔地设置有至少两个盲孔，每个盲孔均穿过所述P型半导体层、发光层，及部分所述N型半导体层，且所述N型电极的一部分设置于所述盲孔内与所述N型半导体层电性连接。本实用新型通过设置穿过P型半导体层、发光层和部分N型半导体层的盲孔，增加了LED芯片和发光装置的发光面积，同时，减少了N型电极对侧光的吸收，大大增加了LED芯片和发光装置的发光效率。

Description

LED芯片及使用该LED芯片的发光装置

技术领域

本发明涉及半导体照明领域，尤其涉及一种LED芯片及使用该LED芯片的发光装置。

背景技术

LED芯片是LED照明设备的核心，其主要功能是把电能转化为光能LED芯片中包括P型半导体和N型半导体，其中，P型半导体内空穴占主导地位，N型半导体内主要是电子，这两种半导体可连接形成P-N结。当电流通过导线作用于LED芯片的时，N型半导体内的电子就会被推向P型半导体，并在P型半导体内跟空穴复合，然后以光子的形式发出能量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED芯片及使用该LED芯片的发光装置。

为了解决上述技术问题，本发明一实施方式的LED芯片，包括：

衬底；

设置与所述衬底上的N型半导体层和P型半导体层；

设置于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的发光层；

以及N型电极和P型电极；其特征在于，

所述LED芯片上间隔地设置有至少两个盲孔，每个盲孔均穿过所述P型半导体层、发光层，及部分所述N型半导体层，且所述N型电极的一部分设置于所述盲孔内与所述N型半导体层电性连接。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述LED芯片上间隔地设置有多个盲孔，所述多个盲孔呈直线型排布。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述N型电极包括条状部，所述条状部覆盖于至少部分的盲孔底壁，及盲孔开口侧的部分P型半导体层上方，其中，所述LED芯片还设置有钝化层，所述钝化层设置于所述N型电极和P型半导体层之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述N型电极还包括连接部，所述连接部设置于所述P型半导体层上，且与所述P型半导体层之间绝缘设置，所述连接部暴露的电连接面积大于所述盲孔内N型电极暴露的电连接面积。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钝化层还设置于所述N型电极和发光层之间。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述盲孔开口面积大于所述盲孔底壁的面积。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述钝化层的绝缘材料为二氧化硅。

作为本发明一实施方式的进一步改进，设置于所述盲孔底壁的N型电极呈中空环形。

作为本发明一实施方式的进一步改进，至少设置于所述发光层上方的所述N型电极为反射型电极。

为了解决上述技术问题，本发明一实施方式的发光装置，包括封装结构，以及上述任一技术方案的LED芯片。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于，本发明通过设置穿过P型半导体层、发光层和部分N型半导体层的盲孔，增加了LED芯片和发光装置的发光面积，同时，减少了N型电极对侧光的吸收，大大增加了LED芯片和发光装置的发光效率。

附图说明

图1为本发明一实施方式中LED芯片的侧剖示意图。

图2为本发明一实施方式中未制作N型电极时LED芯片的部分俯视示意图。

图3为本发明一实施方式中制作N型电极后LED芯片的部分俯视示意图。

图4为沿图3 A-A线的剖视局部放大示意图。

图5为沿图3 B-B线的剖视局部放大示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

发光装置，例如LED光源，其包括LED芯片、封装结构（例如引脚、支架等）等，其中，LED芯片是LED光源的核心，其可通过把电能转化为光能。下述主要对本发明一实施方式的LED芯片进行详细说明，其他封装结构可通过本领域技术人员的公知常识获知，在此不再赘述。

如图1所示，在本发明一实施方式中，所述LED芯片包括衬底10、N型半导体层20、发光层30、P型半导体层40，以及N型电极50和P型电极60。

其中，所述衬底10包括上表面和下表面，其材质可为蓝宝石、Si、SiC、GaN、ZnO等。

所述N型半导体层20可通过MOCVD在衬底10的上表面形成，其材质可为N型为GaN等。

所述发光层30设置于N型半导体层20的上方，其材质可为GaN、InGaN等。

所述P型半导体层40设置于所述发光层30的上方，其材质可为P型GaN等。

在本发明一实施方式中，可通过MESA工艺在所述LED芯片上间隔地形成至少两个盲孔70，且每个盲孔70均穿过所述P型半导体层40、发光层30，以及部分所述N型半导体层20。该盲孔70可设置为截面为长条型的四边形孔，也可设置为如图2所示的截面为圆形的锥形孔，当然，该盲孔70还可以设置为其他任意形状。

可以理解的是，该N型半导体层20并未被所述盲孔70穿透，只是部分因所述盲孔70的形成而移除。

另外，所述N型电极50的一部分设置于所述盲孔70内，且与所述N型半导体层20电性连接。该N型电极50的其他部分设置，将在下文中具体说明。

所述LED芯片还包括设置于所述P型半导体层40上的透明导电层401和电流阻挡层403。所述透明导电层401和所述电流阻挡层403的具体结构和设置位置，本领域技术人员可参照公知技术掌握，在此不再赘述。

结合图2所示，在本发明一实施方式中，所述盲孔70包括远离所述衬底一侧的盲孔开口，靠近所述衬底一侧的盲孔底壁，以及在所述盲孔开口和盲孔底壁之间的盲孔侧壁。可以理解的是，该盲孔底壁是由所述N型半导体层20形成。

进一步地，在本实施方式中，所述LED芯片上间隔地设置有多个（大于两个）盲孔70，所述多个盲孔70呈直线型排布。其中，每个盲孔70的所述盲孔开口面积均大于所述盲孔底壁的面积，以便于形成钝化层80。

结合图3、图4、图5所示，在本发明一实施方式中，所述N型电极50包括条状部501和连接部503，所述条状部501和所述连接部503为一体成形。

其中，所述条状部501覆盖于至少部分的盲孔底壁，以及盲孔开口侧的部分P型半导体层40（即是所述P型半导体层40的上表面）上方。并且，所述条状部501与所述P型半导体层40之间绝缘设置。

可以理解的是，该条状部可完全覆盖所述盲孔的侧壁和底壁，亦可在于所述盲孔内仍与所述盲孔的侧壁之间设有间隙，并不完全覆盖所述盲孔底壁，如图4所示。

进一步地，在本实施方式中，设置于所述盲孔底壁的N型电极呈中空环形。如此，即可在该中空环形的中空部分暴露出N型半导体层，以增加所述N型半导体层20和P型半导体层40之间的电流。

所述连接部503设置于所述P型半导体层40上，且与所述P型半导体层40之间绝缘设置，所述连接部503暴露的电连接面积大于所述盲孔内N型电极50暴露的电连接面积。如此，可方便后续从该连接部503引出导线与电源连接。

进一步地，所述LED芯片还包括一钝化层80，所述钝化层的材料可采用二氧化硅等，其可实现上述N型电极50和P型半导体层40之间的绝缘。

所述钝化层80设置于所述N型电极50和P型半导体层40之间，以将两者隔断。可以理解的是，无论是条状部501还是连接部503，其与P型半导体40不能直接接触，凡是会直接接触的地方，均在之间形成有钝化层，以避免N型电极50和P型半导体层40的电性连接。

当然，在本实施方式中，所述钝化层80还设置于所述N型电极50和发光层30之间，将N型电极50和所述发光层30隔断。

如图5所示，在本发明一实施方式中，至少设置于所述发光层上方的所述N型电极50为反射型电极。当然，为了简化工艺，可所述有的N型电极50均设置为反射型电极。

所谓的反射型电极是通过反射电极工艺制作而成的，该反射型电极可以反射80%以上的光，从而减少电极对光的吸收。以图5中剪头方向表示光的传播方向进行示意，发光层30发出的光不会像现有技术中的LED芯片一样，出射到N型电极的侧面被吸收，而是N型电极50的底面和N型半导体层20的底面之间进行反射，最终透过P型半导体层40向外发出。这样，可有效地减少光能的损耗。

综上所述，本发明通过设置穿过P型半导体层、发光层和部分N型半导体层的盲孔，增加了LED芯片和发光装置的发光面积，同时，减少了N型电极对侧光的吸收，大大增加了LED芯片和发光装置的发光效率。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED芯片，包括：

衬底；

设置与所述衬底上的N型半导体层和P型半导体层；

设置于所述N型半导体层和所述P型半导体层之间的发光层；

以及N型电极和P型电极；其特征在于，

所述LED芯片上间隔地设置有至少两个盲孔，每个盲孔均穿过所述P型半导体层、发光层，及部分所述N型半导体层，且所述N型电极的一部分设置于所述盲孔内与所述N型半导体层电性连接。

2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片上间隔地设置有多个盲孔，所述多个盲孔呈直线型排布。

3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述N型电极包括条状部，所述条状部覆盖于至少部分的盲孔底壁，及盲孔开口侧的部分P型半导体层上方，其中，所述LED芯片还设置有钝化层，所述钝化层设置于所述N型电极和P型半导体层之间。

4.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述N型电极还包括连接部，所述连接部设置于所述P型半导体层上，且与所述P型半导体层之间绝缘设置，所述连接部暴露的电连接面积大于所述盲孔内N型电极暴露的电连接面积。

5.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述钝化层还设置于所述N型电极和发光层之间。

6.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述盲孔开口面积大于所述盲孔底壁的面积。

7.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述钝化层的绝缘材料为二氧化硅。

8.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，设置于所述盲孔底壁的N型电极呈中空环形。

9.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，至少设置于所述发光层上方的所述N型电极为反射型电极。

10.一种发光装置，所述包括封装结构，以及权利要求1~9任一项所述的LED芯片。