CN205692852U - 一种倒装led芯片 - Google Patents
一种倒装led芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205692852U CN205692852U CN201620289885.6U CN201620289885U CN205692852U CN 205692852 U CN205692852 U CN 205692852U CN 201620289885 U CN201620289885 U CN 201620289885U CN 205692852 U CN205692852 U CN 205692852U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- gallium nitride
- led chips
- type gallium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 104
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 95
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 8
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910005544 NiAg Inorganic materials 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 244000247747 Coptis groenlandica Species 0.000 description 1
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 description 1
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种倒装LED芯片，其是镜面对称的结构，从其蓝宝石衬底的上表面向上，依次分布着的N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层构成纵截面呈凸字形的外延结构。N型氮化镓层的上表面暴露在多量子阱结构层之外的第一部分和第二部分分别形成外延结构的两个肩部，长条形的第一、第二N电极分别分布在第一、第二部分上，沿平行于倒装LED芯片的对称面的方向延伸；P型氮化镓层的上表面布置有第一金属层Ni的厚度为的金属层NiAgNi，作为反射导电层，也用作P电极。本实用新型的倒装LED芯片具有光效高、制作流程简便，可靠性高的优点；并且其制作流程简便，可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED芯片技术领域，尤其涉及一种倒装LED芯片。
背景技术
随着以GaN为代表的第三代半导体材料兴起，蓝光以及以蓝光涂覆荧光粉的白色发光二极管(LED)研制成功，LED成为通用照明领域的新型固态光源。由于本身具有高可靠性、节能、环保等优点，随着发光效率的不断提高，LED应用的不断升级以及市场对于LED的需求，使得LED正朝着大功率和高亮度的方向发展。
氮化镓基LED芯片的基本结构包括蓝宝石衬底、N型氮化镓(N-GaN)层、多量子阱结构层(发光层)和P型氮化镓(P-GaN)层。正向通电时，多量子阱结构内电能转化为光，蓝宝石衬底的表面、P-GaN层的表面及LED芯片的侧面均有光出射。
目前，氮化镓基LED芯片有正装(如图1所示)和倒装(如图2所示)两种结构，其中氮化镓基正装LED芯片的蓝宝石衬底和N-GaN层之间具有反射层，使得绝大多数光从芯片的上表面(即P-GaN层的表面)发出；氮化镓基倒装LED芯片的P-GaN层的表面上具有反射导电层1(同时用作反射层和P电极)，使得绝大多数光从芯片的下表面(蓝宝石衬底的表面)发出。相对于氮化镓基正装LED芯片，氮化镓基倒装LED芯片具有更低热阻、电流传送更均匀、更好出光及无需使用金线等优点，这些优点决定了氮化镓基倒装LED芯片在背光高可靠性需求和照明超大电流驱动需求方面有着显著的优势，其可以用更高的电流、散热良好且寿命较长，由此使得终端客户可以节省成本。
如图2所示，现有技术的氮化镓基倒装LED芯片中，反射导电层1通常为多层金属的层叠结构，图示中为三层。其中分布在P型氮化镓层的上表面的一层是金属层NiAg(此处NiAg表示两层金属，从下向上分别为Ni和Ag，本文中的金属层皆以这种方式表示)，该层作为P型氮化镓层的接触电极，实现导电和反射功能；中间一层为第一阻挡层，通常是电子束蒸镀沉积Cr、Pt多对金属膜形成；最上面一层是第二阻挡层，通常是以溅射的方式沉积的TiW合金。在此种倒装芯片结构中，Ni的厚度一般在几个埃主要有助于Ag与P型氮化镓层的粘附和透光。在N型氮化镓层未被多量子阱结构层覆盖的部分上设有N电极，反射导电层1作为P电极(或在其上布置P电极)，使用时将芯片倒置，通过N、P两个电极通过焊盘与线路板焊接，而光从蓝宝石衬底取出。在制作过程中，为实现金属层NiAg与P型氮化镓层形成良好的欧姆接触，该层通常在400至600℃下高温合金化。但是在高温下，金属银易产生起球聚集现象，导致反射率下降，倒装芯片的光效因而大幅下降。虽然在较低温度(如200-400℃)合金化，银的反射率能保持在90％左右，但是其与P型氮化镓层的接触电阻会升高，导致芯片开启电压上升。因此高反射率和低接触电阻形成金属合金难以两全的一对矛盾体。另外，这种结构的氮化镓基倒装LED芯片为了减小膜层间应力，需要制作第一阻挡层和第二阻挡层，不但导致较复杂的工序过程，并且因为各层金属热膨胀系数不同，后续封装、使用过程中可能会因为热应力导致部分银与P型氮化镓层之间的粘附变差，使得P型氮化镓层电流扩散效果变差，芯片发光不均匀。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种倒装LED芯片，实现倒装芯片的低成本、高光效、高可靠性。
实用新型内容
为实现上述目的，本实用新型提供了一种倒装LED芯片，包括横截面呈长方形的蓝宝石衬底以及从所述蓝宝石衬底的上表面向上依次分布的N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、所述多量子阱结构层和所述P型氮化镓层的横截面皆呈长方形，它们构成外延结构；
其特征在于，
所述倒装LED芯片是镜面对称的结构，所述外延结构的纵截面成凸字形；所述N型氮化镓层的上表面具有暴露在所述多量子阱结构层之外的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别形成所述外延结构的两个肩部；
所述倒装LED芯片还包括分布在所述P型氮化镓层的上表面的反射导电层、分布在所述第一部分上的第一N电极和分布在所述第二部分上的第二N电极；所述反射导电层与所述P型氮化镓层电连接，所述第一、第二N电极与所述N型氮化镓层电连接；
所述反射导电层为金属层NiAgNi，由从下向上层叠的第一金属层Ni、金属层Ag和第二金属层Ni构成；其中所述第一金属层Ni的厚度为
进一步地，所述金属层Ag的厚度为所述第二金属层Ni的厚度为
进一步地，所述第一、第二N电极皆呈长条状，皆平行于所述倒装LED芯片的对称面，从所述N型氮化镓层的上表面的一个侧边处延伸到另一个侧边处，所述N型氮化镓层的上表面的所述侧边和所述另一个侧边彼此相对。
进一步地，所述反射导电层作为所述倒装LED芯片的P电极。
进一步地，所述倒装LED芯片还包括反射层，所述反射层覆盖所述第一部分、所述第二部分、所述反射导电层、所述第一N电极和所述第二N电极。
进一步地，所述反射层是分布式布拉格反射镜，所述分布式布拉格反射镜由交替层叠的SiO2薄膜和TiO2薄膜构成。
进一步地，所述第一N电极和所述第二N电极与所述N型氮化镓层接触的部分是金属层CrAl或金属层CrAg；所述第一N电极和所述第二N电极与所述反射层接触的部分是金属Cr、Ti、Ni或Al。
进一步地，所述第一N电极和所述第二N电极上分别具有一个引线部分，所述反射层中在对应于所述第一N电极和所述第二N电极的所述引线部分的位置处具有两个第一引线孔，所述两个第一引线孔分别用于与所述第一、第二N电极的所述引线部分相接触；所述反射层中还具有第二引线孔，用于与所述反射导电层相接触。
进一步地，各个所述第一引线孔中以及所述第二引线孔中容纳有导电材料。
进一步地，所述反射层上具有第一焊盘和第二焊盘，所述第二焊盘通过所述第二引线孔中的所述导电材料与所述反射导电层电连接，所述第一焊盘分别通过所述两个第一引线孔中的所述导电材料与所述第一N电极和所述第二N电极的所述引线部分电连接。
在本实用新型的较佳实施方式中，提供了一种倒装LED芯片，其是镜面对称的结构，从其中的蓝宝石衬底的上表面向上，依次分布着N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层，这三层的横截面为长方形，它们构成纵截面成凸字形的外延结构。P型氮化镓层的上表面具有反射导电层，作为用于给P型氮化镓层加电的P电极，其为金属层NiAgNi，其中的第一金属层Ni的厚度为N型氮化镓层的上表面暴露在多量子阱结构层之外的第一部分和第二部分分别形成外延结构的两个肩部。第一、第二N电极分别分布在第一、第二部分上，它们与倒装LED芯片的对称面平行，从N型氮化镓层的上表面的一个侧边处延伸到另一个侧边处。
本实用新型的氮化镓基倒装LED芯片通过设计镜面对称的结构，在P型氮化镓层的上表面布置了第一金属层Ni的厚度为的金属层NiAgNi，作为反射导电层，也用作P电极。这一薄层的第一金属层Ni能够使起反射作用的金属层Ag与P型氮化镓层粘附良好，并有助于实现低阻欧姆接触；而第二金属层Ni能够在对反射导电层合金化的过程中防止其中的Ag因为起球导致的反射率下降，并能实现与反射层良好粘附。相对于现有技术，本实用新型中使用的反射导电层具有结构简单，性能可靠的优势。另外，本实用新型对称地在N型氮化镓层的上表面布置两个N电极，由此能够通过两个N电极的位置来保证芯片的电流分布均匀；采用绝缘的分布式布拉格反射镜作为反射层，覆盖反射导电层、N型氮化镓层的上表面暴露在多量子阱结构层之外的部分和两个N电极，既能代替现有技术中的SiO2层实现器件的电学绝缘，也能防止P电极(即反射导电层)与N电极间隙间的光漏出，相对于现有技术可以提高光效10％以上，并且制作流程简便，可靠性高。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
图1是现有技术的氮化镓基正装LED芯片的结构示意图，图中示出的是器件的纵截面的结构。
图2是现有技术的氮化镓基倒装LED芯片的结构示意图，图中示出的是器件的纵截面的结构。
图3示出了本实用新型的一个较佳实施例中的倒装LED芯片，图中示出的是器件的纵截面的结构。
图4是图3所示的倒装LED芯片的立体示意图，其中仅示出一个N电极。
图5是图3所示的倒装LED芯片的上视示意图。
图6是施加了反射层后的图3所示的倒装LED芯片的纵截面的一种结构示意图。
图7是图6所示的倒装LED芯片的上视示意图。
图8是施加了焊盘后的图6所示的倒装LED芯片的纵截面的结构示意图。
图9是倒装LED芯片的纵截面的第二种结构示意图。
图10是倒装LED芯片的纵截面的第三种结构示意图。
图11是应用IC制程工艺，同时制作形成的多个倒装LED芯片的流程图，图中示出了同时制作两个倒装LED芯片的过程。
具体实施方式
如图3、4所示，在本实用新型的一个较佳的实施例中，提供了一种倒装LED芯片。该倒装LED芯片包括蓝宝石衬底以及从蓝宝石衬底的上表面向上依次分布的N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层，其是镜面对称的结构。N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层构成外延结构，该外延结构垂直于倒装LED芯片的对称面的纵截面(本申请中，氮化镓基倒装LED芯片、外延结构的纵截面即指垂直于此对称面的截面)成凸字形。
这一结构的倒装LED芯片可以通过在长方形的蓝宝石衬底上逐层形成N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层，继而从上向下刻蚀P型氮化镓层和多量子阱结构层，直到使N型氮化镓层部分地暴露。具体地为使得N型氮化镓层的两个长边处分别暴露一部分，本申请中称之为N型氮化镓层的上表面的第一部分和第二部分，这两部分形成了外延结构的两个肩部。换言之，这两部分在外延结构的纵截面中为上述凸字的中间两道横线段。如图3所示，由于在刻蚀P型氮化镓层和多量子阱结构层以使N型氮化镓层部分地暴露的过程可能会部分地刻蚀到N型氮化镓层部分，所以成型后的倒装LED芯片中的N型氮化镓层的上表面可能不是连续的，而是如图3、4示出的那样中部(即被多量子阱结构层覆盖的部分)凸出的形式。
较佳地，N型氮化镓层的上表面的第一部分和第二部分是两个形状相同的长条状的长方形，它们从N型氮化镓层的上表面的一个侧边延伸到与该侧边相对的另一个侧边。
以上描述的是沿N型氮化镓层的两个长边延伸的第一部分和第二部分，可以同时使得N型氮化镓层的两个短边处分别暴露部分的N型氮化镓层，即如图4所示的那样。但在其他实施例中，也可以使得N型氮化镓层的两个短边处不被暴露在多量子阱结构层之外，即只有沿N型氮化镓层的两个长边延伸的第一部分和第二部分暴露在多量子阱结构层之外。
如图3-5所示，本实用新型的倒装LED芯片的P型氮化镓层上布置有反射导电层11，其为金属层NiAgNi，由从下向上层叠的第一金属层Ni、金属层Ag和第二金属层Ni构成。其中，第一金属层Ni的厚度为金属层Ag的厚度为第二金属层Ni的厚度为较佳地，第二金属层Ni的厚度与金属层Ag的厚度的比值在1:50～1:10之间。该反射导电层11用作为给P型氮化镓层加电的P电极，其中的金属层Ag起反射作用，第一金属层Ni能够使金属层Ag与P型氮化镓层粘附良好，第二金属层Ni将与反射层30接触，其能够在对反射导电层11合金化的过程中防止其中的Ag因为起球导致的反射率下降，并能实现与反射层30良好粘附。
如图3-5所示，本实用新型的倒装LED芯片的两个N电极21、22分别分布在N型氮化镓层的上表面的第一、第二部分，与N型氮化镓层电连接以向N型氮化镓层加电。其中图4示出了该倒装LED芯片的立体示意图，为了描绘清楚的目的，仅绘示了一个N电极。两个N电极21、22皆为金属电极，它们呈长条状，皆平行于倒装LED芯片的上述对称面，从N型氮化镓层的上表面的一个侧边处延伸到与该侧边相对的另一个侧边处。这里所说的从一个侧边处延伸到另一个侧边处，可以是从一个侧边的边缘所在的位置延伸到另一个侧边的边缘所在的位置，也可以是从一个侧边的边缘不到的位置延伸到另一个侧边的边缘不到的位置，如图5所示的那样。例如，电极的一个端部在距离一个侧边的边缘5μm的位置，其另一个端部在距离另一个侧边的边缘5μm的位置。
如图5所示，两个N电极21、22上各自具有用于与外部电路电连接的引线部分，如N电极21的引线部分211以及N电极22的引线部分。N电极21、22的线宽约为6～20μm，这些引线部分是N电极21、22向外扩展的部分，如图5示出的引线部分211和N电极22的引线部分是直径约为30μm的半圆形。由于N电极21、22是较细的线状结构，将它们部分地向外扩展，形成它们各自的引线部分可以更容易地将它们与外部电路连接。相应地，这些引线部分所在的N型氮化镓层的上表面的第一部分和第二部分处可能也需要向外扩展，以适应这些引线部分的存在。例如，如图5所示，为了适应引线部分211，可以使侧壁1a向内(即远离N电极21的方向)部分地凹陷，形成凹部1a1。这样具有凹部的侧壁1a、1b可以在前述的从上向下刻蚀P型氮化镓层和多量子阱结构层以部分地暴露N型氮化镓层的步骤中实现。
如图6所示，本实用新型的倒装LED芯片还包括一层反射层30，该反射层30覆盖N型氮化镓层的上表面暴露在多量子阱结构层之外的第一部分和第二部分、反射导电层11、N电极21、22，并且较佳地还覆盖P型氮化镓层和多量子阱结构层的各个侧面，即覆盖诸如侧壁1a、1b的部分。更优选地，还覆盖N型氮化镓层(如图9所示)，乃至蓝宝石衬底(如图10所示)的各个侧面，以使得氮化镓基倒装LED芯片仅从蓝宝石衬底面出光。其中图9所示的结构是应用IC制程工艺大规模制作本实用新型的倒装LED芯片易于获得的，其具体实现步骤将在后文中描述。图10所示的结构则是制作单一一个本实用新型的倒装LED芯片时易于获得的结构。
本实用新型中采用的反射层30是绝缘的介质反射层，较佳地采用分布式布拉格反射镜(DBR，distributed Bragg reflection)，该分布式布拉格反射镜由交替层叠的SiO2薄膜和TiO2薄膜构成。因此，反射层30还可以作为对反射导电层11和N电极21、22的绝缘保护层。
由于N电极21、22分布在N型氮化镓层和反射层30之间，为了实现电极与各层之间的良好接触，N电极21、22皆采用层叠的金属构成，其中，N电极21、22与N型氮化镓层接触的部分是金属层CrAl(此处CrAl表示两层金属，从下向上分别为Cr和Al，本文中的金属层皆以这种方式表示)或金属层CrAg，较佳地，Cr的厚度一般在Al或者Ag的厚度在并且，N电极21、22与反射层30接触的部分是金属Cr、Ti、Ni或Al。即，N电极21、22可以是金属层CrAlCr、CrAlTi、CrAlNi、CrAl、CrAgCr、CrAgTi、CrAgNi或CrAgAl等结构。
为了将反射导电层11和两个N电极21、22从反射层30引出，反射层30中在对应反射导电层11、N电极21、22的引线部分的位置处具有引线孔，本实用新型中引线孔为上下贯通反射层30的通孔，通孔的下边缘落在对应的引线部分上或者落在反射导电层11上，通孔的大小一般小于对应的引线部分。如图8、9所示，反射层30中具有三个引线孔301、302、303，其中引线孔301对应于引线部分211，引线孔303对应于反射导电层11，引线孔302对应于N电极22的引线部分。本示例中，引线孔301、302、303的横截面为圆形，直径小于其对应的部分。引线孔303可以布置在反射层30的中轴线(即前述的对称面与反射层30的交线)上的任何位置处。
由此，通过各个引线孔可以将各个电极引出，如图8、9、10示出了将反射导电层(即P电极)11从反射层30引出的示例。在本示例中，倒装LED芯片具有用于将电极引出的焊盘，诸如焊盘403。焊盘403的材料为金属，其分布在反射层30上，引线孔303中具有导电材料，焊盘403通过引线孔303中的导电材料实现与反射导电层11电连接。本示例中，采用与焊盘403相同材料的金属作为导电材料填入引线孔303，该引线孔303中的金属部分一端与反射导电层11接触，另一端与焊盘403接触。在实际制作中，向引线孔中填充金属和沉积用于制作焊盘的金属层是一步完成的。类似地制作将N电极21、22从反射层30引出的焊盘，较佳地，制作一个焊盘同时与这两个电极电连接。
以上描述的倒装LED芯片是单个芯片的结构，在实际制作过程中，往往是应用IC制程工艺，在整片蓝宝石衬底上同时制作多个这样的倒装LED芯片，最后通过划片获得多个分离的倒装LED芯片。以下参照图11所示的流程，以同时制作两个倒装LED芯片为例，简单描述其具体制作过程如下：
第一步，在蓝宝石衬底上依次沉积N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层，这通常称作“外延片生长”。
然后，光刻、刻蚀N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层，例如使用ICP，从上向下刻蚀P型氮化镓层、多量子阱结构层和N型氮化镓层，直到蓝宝石衬底的上表面，以形成一系列分立的外延结构，每个外延结构用于形成一个倒装LED芯片。刻蚀形成的各个外延结构之间的沟槽作为划片槽，这样在划片、裂片时，不会损伤到P型氮化镓层/多量子阱结构层/N型氮化镓层结构部分，由此免于造成芯片的损伤。
然后，光刻、刻蚀P型氮化镓层和多量子阱结构层，使得N型氮化镓层部分地暴露，以形成纵截面成凸字形的外延结构。
第二步，在P型氮化镓层的上表面形成反射导电层11，并继而合金化。
具体地为，首先在经过第一步形成的结构的上表面依次沉积第一金属层Ni、金属层Ag和第二金属层Ni，其中，第一金属层Ni的厚度为金属层Ag的厚度为第二金属层Ni的厚度为较佳地，第二金属层Ni的厚度与金属层Ag的厚度的比值在1:50～1:10之间；沉积的方式可以是蒸发。
然后，光刻、刻蚀反射导电层11，使其仅存留在P型氮化镓层的上表面上。
另外，也可以用金属剥离的方式制作反射导电层11，使其仅形成在P型氮化镓层的上表面上。
然后，在350℃至600℃、真空或氮气氛围下合金化，由此实现第一金属层Ni与P型氮化镓层之间的良好的欧姆接触。
第三步，沉积诸如CrAlCr、CrAlTi、CrAlNi、CrAl、CrAgCr、CrAgTi、CrAgNi或CrAgAl等的金属层，制作N电极21、22。较佳地，采用金属剥离的方式制作这些电极。
第四步，在经过第三步形成的结构的上表面交替地沉积SiO2薄膜和TiO2薄膜，形成分布式布拉格反射镜，作为反射层30。该反射层30覆盖了N型氮化镓层的上表面暴露在多量子阱结构层之外的第一部分和第二部分、反射导电层11、N电极21、22，并且覆盖了P型氮化镓层、多量子阱结构层和N型氮化镓层的各个侧面。
然后，光刻、刻蚀反射层30，在其中形成引线孔。
第五步，在反射层30上沉积金属，使部分的金属填充入各个引线孔中，部分的金属形成焊盘。
第六步，研磨、抛光蓝宝石衬底后划片、裂片，获得多个分立倒装LED芯片。
用一片切割成需要大小、形状的蓝宝石衬底，制作单一一个本实用新型的倒装LED芯片(如图10所示，其能够实现将反射层30覆盖蓝宝石衬底的各个侧面)的工艺步骤是与上述的工艺步骤类似的，在此不赘述。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种倒装LED芯片，包括横截面呈长方形的蓝宝石衬底以及从所述蓝宝石衬底的上表面向上依次分布的N型氮化镓层、多量子阱结构层和P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、所述多量子阱结构层和所述P型氮化镓层的横截面皆呈长方形，它们构成外延结构；
其特征在于，
所述倒装LED芯片是镜面对称的结构，所述外延结构的纵截面成凸字形；所述N型氮化镓层的上表面具有暴露在所述多量子阱结构层之外的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别形成所述外延结构的两个肩部；
所述倒装LED芯片还包括分布在所述P型氮化镓层的上表面的反射导电层、分布在所述第一部分上的第一N电极和分布在所述第二部分上的第二N电极；所述反射导电层与所述P型氮化镓层电连接，所述第一、第二N电极与所述N型氮化镓层电连接；
所述反射导电层为金属层NiAgNi，由从下向上层叠的第一金属层Ni、金属层Ag和第二金属层Ni构成；其中所述第一金属层Ni的厚度为
2.如权利要求1所述的倒装LED芯片，其中所述金属层Ag的厚度为 所述第二金属层Ni的厚度为
3.如权利要求1或2所述的倒装LED芯片，其中所述第一、第二N电极皆呈长条状，皆平行于所述倒装LED芯片的对称面，从所述N型氮化镓层的上表面的一个侧边处延伸到另一个侧边处，所述N型氮化镓层的上表面的所述侧边和所述另一个侧边彼此相对。
4.如权利要求3所述的倒装LED芯片，其中所述倒装LED芯片还包括反射层，所述反射层覆盖所述第一部分、所述第二部分、所述反射导电层、所述第一N电极和所述第二N电极。
5.如权利要求4所述的倒装LED芯片，其中所述反射层是分布式布拉格反射镜，所述分布式布拉格反射镜由交替层叠的SiO2薄膜和TiO2薄膜构成。
6.如权利要求4或5所述的倒装LED芯片，其中所述第一N电极和所述第二N电极与所述N型氮化镓层接触的部分是金属层CrAl或金属层CrAg。
7.如权利要求6所述的倒装LED芯片，其中所述第一N电极和所述第二N电极与所述反射层接触的部分是包含金属Cr、Ti、Ni或Al的结构。
8.如权利要求4或5所述的倒装LED芯片，其中所述第一N电极和所述第二N电极上分别具有一个引线部分，所述反射层中在对应于所述第一N电极和所述第二N电极的所述引线部分的位置处具有两个第一引线孔，所述两个第一引线孔分别用于与所述第一、第二N电极的所述引线部分相接触；所述反射层中还具 有第二引线孔，用于与所述反射导电层相接触。
9.如权利要求8所述的倒装LED芯片，其中各个所述第一引线孔中以及所述第二引线孔中容纳有导电材料。
10.如权利要求9所述的倒装LED芯片，其中所述反射层上具有第一焊盘和第二焊盘，所述第二焊盘通过所述第二引线孔中的所述导电材料与所述反射导电层电连接，所述第一焊盘分别通过所述两个第一引线孔中的所述导电材料与所述第一N电极和所述第二N电极的所述引线部分电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620289885.6U CN205692852U (zh) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 一种倒装led芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620289885.6U CN205692852U (zh) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 一种倒装led芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205692852U true CN205692852U (zh) | 2016-11-16 |
Family
ID=57263909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620289885.6U Expired - Fee Related CN205692852U (zh) | 2016-04-07 | 2016-04-07 | 一种倒装led芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205692852U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111201618A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-05-26 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种led芯片、led、数组及led的封装方法 |
| CN113644176A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-12 | 厦门三安光电有限公司 | 一种led芯片 |
-
2016
- 2016-04-07 CN CN201620289885.6U patent/CN205692852U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111201618A (zh) * | 2019-09-09 | 2020-05-26 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种led芯片、led、数组及led的封装方法 |
| WO2021046685A1 (zh) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种led芯片、led、数组及led的封装方法 |
| US11515452B2 (en) | 2019-09-09 | 2022-11-29 | Chongqing Konka Photoelectric Technology Research | LED chip, LED array and LED packaging method |
| CN113644176A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-11-12 | 厦门三安光电有限公司 | 一种led芯片 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110088922B (zh) | 一种发光二极管芯片结构及其制作方法 | |
| CN101276863B (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| US9209370B2 (en) | Light emitting device and light emitting device package | |
| TW201828500A (zh) | 發光元件 | |
| CN105633238B (zh) | 一种倒装led芯片及其制造方法 | |
| CN110085718A (zh) | 发光装置 | |
| CN205488192U (zh) | 氮化镓基倒装led芯片 | |
| CN105280772A (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| TWI376039B (en) | Light-emitting diode | |
| CN104285307B (zh) | 高效发光二极管及其制造方法 | |
| CN102447016A (zh) | 发光二极管结构及其制作方法 | |
| TWI538184B (zh) | 發光二極體陣列 | |
| US9209356B2 (en) | Light-emitting element including a light-emitting stack with an uneven upper surface | |
| US20190371969A1 (en) | Optoelectronic semiconductor chip and method of producing an optoelectronic semiconductor chip | |
| CN205692852U (zh) | 一种倒装led芯片 | |
| CN104993031B (zh) | 高压倒装led芯片及其制造方法 | |
| US10777708B2 (en) | Optoelectronic semiconductor chip and method of producing an optoelectronic semiconductor chip | |
| CN109713101A (zh) | GaN基LED垂直结构芯片及其制备方法 | |
| JP4622426B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| KR102075059B1 (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
| CN106159045A (zh) | 倒装led芯片及其制造方法 | |
| CN113644180B (zh) | 倒装led芯片及其制备方法 | |
| JP6501845B2 (ja) | 発光素子 | |
| TW201832356A (zh) | 發光二極體 | |
| TWI612653B (zh) | 發光二極體 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200827 Address after: 315336 2nd floor, building 2, No. 68, Yuhai East Road, Hangzhou Bay New District, Ningbo City, Zhejiang Province Patentee after: Ningbo Yifeng Photoelectric Technology Co.,Ltd. Address before: 518048, room 26, floor 2611, Shenzhen International Chamber of Commerce, Xinzhou Road, Shenzhen, Guangdong, Futian District Patentee before: SHENZHEN TIANRUIHE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161116 |