CN206650101U - 一种led芯片及汽车车灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种LED芯片，其特征在于，包括依次设置的衬底层、缓冲层、N型层、量子阱层和P型层，还包括P电极和N电极，所述N电极包括N电极本体和N电极的电极延长线，所述P电极和N电极本体均设于所述LED芯片的表面，所述LED芯片上设有从P型层刻蚀到N型层的切割道，所述N电极的电极延长线设于所述切割道中与所述N型层相连。该LED芯片增加了双电极芯片的发光区面积，使芯片发光面面积最大化，提高了芯片的发光效率。本实用新型还提供了一种汽车车灯，所述车灯设有如上所述的LED芯片。

Description

一种LED芯片及汽车车灯

技术领域

本实用新型涉及了一种LED芯片和汽车车灯。

背景技术

现今的蓝光LED（发光二极管）芯片大多都是以蓝宝石为衬底，并在其上制作多层结构后形成。此结构的特点是正负两个电极在同一侧， 芯片的一部分从表面P型GaN层刻蚀至N型GaN层，在此区域上制作N电极。

这种结构的LED芯片的电极位于同一侧，光从MQW中产生并从芯片电极这一面发出。但是由于芯片的负电极在制作过程中将部分的芯片从P型GaN层刻蚀至N型GaN层，刻蚀过程同样也刻蚀掉了MQW，这块被刻蚀掉的区域也就没有了发光源，因此，此处被刻蚀掉的区域没有发光效果，发光面积相应就变少了。单位面积上的芯片，发光面积越小，光子复合的场所就少，发光效率就越低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述现有技术存在的问题之一，提供一种新型的LED芯片。该LED芯片增加了双电极芯片的发光区面积，使芯片发光面面积最大化，提高了芯片的发光效率。

根据本实用新型实施例提供的一种LED芯片，包括依次设置的衬底层、缓冲层、N型层、量子阱层和P 型层，还包括P电极和N电极，所述N电极包括N电极本体和N电极的电极延长线，所述P电极和N电极本体均设于所述LED芯片的表面，所述LED芯片上设有从P型层刻蚀到N型层的切割道，所述N电极的电极延长线设于所述切割道中与所述N型层相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述P型层表面制备有电流扩散层，所述P电极设于所述电流扩散层上。

根据本实用新型的一个实施例，所述切割道为包括两侧壁和一底面的沟槽。

根据本实用新型的一个示例，所述LED芯片表面沉积有一层绝缘保护层，所述P电极穿过所述绝缘保护层和所述电流扩散层接触，所述N电极本体位于所述绝缘保护层之上。

根据本实用新型的一个示例，所述切割道的侧壁设有一层绝缘保护层，所述绝缘保护层将所述N电极的电极延长线与所述切割道的侧壁隔开。

优选的，所述衬底层以蓝宝石为衬底，所述N型层、量子阱层和P 型层为GaN基外延片。

优选的，所述切割道的刻蚀深度为1-1.5um，刻蚀宽度为20-25um。

优选的，所述电流扩散层为ITO电流扩散层。

优选的，所述电流扩散层的厚度为100-200um。

根据本实用新型提供的一种汽车车灯，所述车灯中设有如上任一项所述的LED芯片。

根据本实用新型实施例提供的一种LED芯片，通过设置从P型层刻蚀到N型层的切割道，将所述N电极的电极延长线制作于所述切割道中，使得该LED芯片增加了双电极芯片的发光区面积，使芯片发光面面积最大化，提高了芯片的发光效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的该LED芯片的截面图。

图2是本实用新型提供的该LED芯片的正面俯视图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合附图1和2对本实用新型进行具体的说明。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施提供例的一种LED芯片，包括依次设置的衬底层1、缓冲层2、N型层3、量子阱层4和P 型层5，还包括P电极6和N电极8，所述N电极8包括N电极本体和N电极的电极延长线，所述P电极6和N电极本体均设于所述LED芯片的表面，所述LED芯片上设有从P型层5刻蚀到N型层3的切割道10，所述N电极8的电极延长线设于所述切割道10中与所述N型层3相连。

需要说明的是，如图1所示，该LED芯片的负电极（N电极8）与正电极（P电极6）几乎在同一水平高度，分布于芯片结构的表面，特别的是，负电极下方未和芯片直接电接触，而是靠负电极的电极延长线与切割道10电连接。负电极根据芯片结构需要，可以设计成不同长短和宽度的延长线，负电极的接触部分面积大小与常规芯片类似，后续封装仍然是焊接在负电极接触部分。

相比较于常规的制作负电极方法，本实用新型免去了刻蚀制作负电极的区域的步骤，取而代之的是将负电极的电连接设计在了切割道10的底面，负电极的接触部分下方是未刻蚀过的P型层 。这样就使得原本需要刻蚀掉的区域保留了下来，增加了发光区域的面积。同时，把切割道10设计成负电极扩散层与负电极焊盘电连接，增加切割道10区域的用途，既用于切割，又具有负电极导电作用。适当设计负电极的电极延长线，保证了芯片更好的电流扩散，有利于增加出光效率。

制作正负电极时，在黄光条件，采用负性光刻胶进行光刻，暴露出需要镀电极的区域，接着放置在蒸镀机中制作电极。电极材料选用Cr/Ti/Au Ti/ Al/Ti/Au等，电极厚度1.5-2 um 。蒸镀完成后去除残余光刻胶以及残金。而后用退火炉在N2 氛围下对电极进行退火合金处理。退火时间16分钟，温度300-350℃。

根据本实用新型的一个实施例，所述P型层5上制备有电流扩散层7，所述P电极6设于所述电流扩散层7上。制作电流扩散层7时，可以采用蒸镀或者溅射镀膜的方法，在芯片表面制得透明导层电，成分可以为ITO，厚度可以是100-300 nm。完成薄膜后再进行黄光光刻，保留需要的区域（需要的ITO薄膜只覆盖在P型层的表面）。光刻完成后利用ITO刻蚀液对ITO进行湿法刻蚀，时间可以是10-20分钟。刻蚀完成后，去除残余光刻胶，再将晶片放入退火炉中进行退火，退火温度可以是450-540℃，时间可以是30分钟。

根据本实用新型的一个实施例，所述切割道10为包括两侧壁和一底面的沟槽。切割道10的位置一般位于每两片完整的LED芯片的连接处。

根据本实用新型的一个示例，所述LED芯片表面沉积有一层绝缘保护层9，所述P电极穿过所述绝缘保护层9和所述电流扩散层7接触，所述N电极本体位于所述绝缘保护层9之上。

根据本实用新型的一个示例，所述切割道10的侧壁设有一层绝缘保护层9，所述绝缘保护层9将所述N电极的电极延长线与所述切割道10的侧壁隔开。

需要说明的是，所述LED芯片表面的绝缘保护层9和所述切割道10侧壁的绝缘保护层9可以连接在一起，可以是二氧化硅、氮化硅等材料经钝化处理。例如：采用PECVD设备，腔体温度300℃，在已完成的芯片表面沉积一层二氧化硅钝化层，除了正极电极区域和切割道部分区域没有以外，膜层覆盖芯片整个正面和侧面。 膜层厚度80-200um。接着在黄光环境下光刻，湿法刻蚀掉电极接触位置的SiO2钝化层，完成后浸泡去胶液去除残余光刻胶。

根据本实用新型的一个示例，所述LED芯片表面和所述切割道10的侧壁沉积有一层绝缘保护层9，例如二氧化硅、氮化硅等。优选的，所述绝缘保护层9的厚度可以是80-200um。所述P电极6穿过所述绝缘保护层9和所述ITO电流扩散层7接触，所述N电极8和所述N电极8的电极延长线位于所述绝缘保护层9之外。以防止N电极直接与P型层电接触。

需要说明的是，所述LED芯片的大致工艺过程可以是，首先制作LED外延片，比如：可以以蓝宝石为衬底层1；然后依次沉积缓冲层2、N型层3、量子阱层4和P 型层5；其次，刻蚀出切割道10；再其次，制作ITO电流扩散层7；再对芯片表面进行钝化处理，在已完成的芯片表面沉积一层二氧化硅类的钝化层，除了正极电极区域和切割道部分区域没有以外，膜层覆盖芯片整个正面和侧面；最后，制作芯片的正负电极。

优选的，所述衬底层1以蓝宝石为衬底，所述N型层3、量子阱层4和P 型层5为GaN基外延片，不同的外延层参杂不同的材料。在这里，选择以蓝宝石为衬底的水平电极结构的GaN基外延片，外延层厚度4-6 um。

优选的，所述切割道10的刻蚀深度为1-1.5um，所述深度指所述LED芯片表面至所述切割道10的底面的距离，刻蚀宽度为20-25um，所述宽度指所述切割道10两侧壁之间的距离。这样即保证了设置N电极8的电极延长线的空间，又最大化的利用了基体材料，提高了整个LED芯片的发光效率。

优选的，所述电流扩散层的材料可以为ITO，即选用ITO电流扩散层。

优选的，所述电流扩散层7的厚度为100-200um。

根据本实用新型提供的一种汽车车灯，所述车灯中设有如上任一项所述的LED芯片。

根据本实用新型实施例提供的一种LED芯片，通过设置从P型层5刻蚀到N型层3的切割道10，将所述N电极8的电极延长线制作于所述切割道10中，使得该LED芯片增加了双电极芯片的发光区面积，使芯片发光面面积最大化，提高了芯片的发光效率。

以下对本实用新型中的一些英文字符进行说明：

ITO：氧化铟锡

MOCVD：金属有机化学气象沉积

PECVD：等离子增强化学气相沉积

GaN： 氮化镓。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“一个”、 “另一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”“一个示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED芯片，其特征在于，包括依次设置的衬底层、缓冲层、N型层、量子阱层和P 型层，还包括P电极和N电极，所述N电极包括N电极本体和N电极的电极延长线，所述P电极和N电极本体均设于所述LED芯片的表面，所述LED芯片上设有从P型层刻蚀到N型层的切割道，所述N电极的电极延长线设于所述切割道中与所述N型层相连。

2.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于，所述P型层表面制备有电流扩散层，所述P电极设于所述电流扩散层上。

3.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于，所述切割道为包括两侧壁和一底面的沟槽。

4.根据权利要求2所述的一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片表面沉积有一层绝缘保护层，所述P电极穿过所述绝缘保护层和所述电流扩散层接触，所述N电极本体位于所述绝缘保护层之上。

5.根据权利要求3所述的一种LED芯片，其特征在于，所述切割道的侧壁设有一层绝缘保护层，所述绝缘保护层将所述N电极的电极延长线与所述切割道的侧壁隔开。

6.根据权利要求1所述的一种LED芯片，其特征在于，所述衬底层以蓝宝石为衬底，所述N型层、量子阱层和P 型层为GaN基外延片。

7.根据权利要求3所述的一种LED芯片，其特征在于，所述切割道的刻蚀深度为1-1.5um，刻蚀宽度为20-25um。

8.根据权利要求4所述的一种LED芯片，其特征在于，所述电流扩散层为ITO电流扩散层。

9.根据权利要求2所述的一种LED芯片，其特征在于，所述电流扩散层的厚度为100-200um。

10.一种汽车车灯，其特征在于，所述车灯中设有如权利要求1-9任一项所述的LED芯片。