CN208655680U - 一种发光二极管芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种发光二极管芯片，包括外延片和设置在所述外延片上的电极，所述电极包括粘附层、反光层、保护层和打线层，所述外延片上表面开设有梯形凹槽，所述梯形凹槽的底面面积大于其上端开口面积，所述电极的形状与所述梯形凹槽相适配，所述粘附层、反光层、保护层和打线层依次层叠在所述梯形凹槽内，所述粘附层、反光层、保护层、打线层均呈梯形且由下往上依次缩小，所述保护层的两侧连接有保护边，所述保护边将所述粘附层、反光层、打线层的侧边包覆住，所述打线层的上表面裸露出，且其裸露面与所述外延片的上表面平齐。本实用新型的结构设计有效解决了现有技术中导致芯片的电阻率升高，电导率和机械性能降低的问题。

Description

一种发光二极管芯片

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种可以把电能转化成光能的半导体二极管，具有体积小、亮度高和能耗小的特点，被广泛地应用在显示屏和指示灯上。

芯片是LED的核心组件，芯片包括外延片和电极，电极设置在外延片上。现有的电极包括Cr膜层、Al膜层、Ni膜层和Au膜层，Cr膜层、Al膜层、Ni膜层和Au膜层依次层叠在外延片上。其中，Cr膜层的厚度为1nm～5nm，用于将电极粘附在外延片上；Al膜层的厚度为100nm～500nm，用于对射向电极的光线进行反射，避免光线被电极吸收，提高出光效率；Ni膜层的厚度为1nm～500nm，用于对Cr膜层和Al膜层进行保护；Au膜层的厚度为50nm～3um，用于与焊线结合实现打线。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题；

芯片在使用过程中绘发热，由于Al的热膨胀系数较大，因此Al膜层在长期的使用过程中会受热膨胀，冲破包覆在Al膜层外的Ni膜层与Au膜层接触。又由于Au和Al的扩散速率相差较大，在柯肯达尔效应(英文：kirkendall effect)的作用下，Al膜层和Au膜层的交界面形成的AlAu合金中有空洞甚至裂纹，导致芯片的电阻率升高，电导率和机械性能降低。

实用新型内容

为了解决现有技术导致芯片的电阻率升高，电导率和机械性能降低的问题，本实用新型提供了发光二极管芯片。

本实用新型的技术方案如下：

一种发光二极管芯片，包括外延片和设置在所述外延片上的电极，所述电极包括粘附层、反光层、保护层和打线层，所述外延片上表面开设有梯形凹槽，所述梯形凹槽的底面面积大于其上端开口面积，所述电极的形状与所述梯形凹槽相适配，所述粘附层、反光层、保护层和打线层依次层叠在所述梯形凹槽内，所述粘附层、反光层、保护层、打线层均呈梯形且由下往上依次缩小，所述保护层的两侧连接有保护边，所述保护边将所述粘附层、反光层、打线层的侧边包覆住，所述打线层的上表面裸露出，且其裸露面与所述外延片的上表面平齐。

进一步地，所述外延片包括发光层、设置在所述发光层两侧的N型半导体层和P型半导体层、以及设置在所述发光层、N型半导体层、P型半导体层底部的衬底，所述发光层与所述反光层相对应，所述N型半导体层与P型半导体层之间形成所述梯形凹槽，所述N型半导体层、P型半导体层的顶端设有N型电极和P型电极，所述N型电极和P型电极的底面设有透明导电薄膜。

进一步地，所述粘附层为Cr膜层，其厚度为1nm～5nm，用于将电极粘附在外延片上。

进一步地，所述反光层为Al膜层，其厚度为100nm～500nm，用于对射向电极的光线进行反射。

所述保护层、保护边为Ni膜层，其厚度为1nm～500nm，用于对粘附层、反光层、打线层进行保护。

进一步地，所述打线层为Au膜层，其厚度为50nm～3um，用于与焊线结合实现打线。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过在外延片上表面开设有梯形凹槽，电极设计成的形状与梯形凹槽相适配，粘附层、反光层、保护层和打线层依次层叠在梯形凹槽内，粘附层、反光层、保护层、打线层均呈梯形且由下往上依次缩小，同时在保护层的两侧增设有保护边，通过该保护边将粘附层、反光层、打线层的侧边包覆住，保护边一方面具有保护作用外，另一方面可增加Al膜层的散热面积，再加上在梯形凹槽及保护边的加固作用下，可减少Al膜层在长期的使用过程中受热膨胀而产生的影响，避免Al膜层冲破包覆在Al膜层外的Ni膜层与包覆在Ni膜外的Au膜层形成有缺陷的AlAu合金。

附图说明

图1为本实用新型一种发光二极管芯片的结构示意图；

图2为本实用新型中外延片的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1，本实用新型提供一种发光二极管芯片，包括外延片1和设置在外延片1上的电极，电极包括粘附层21、反光层22、保护层23和打线层24，外延片1上表面开设有梯形凹槽11，梯形凹槽11的底面面积大于其上端开口面积，电极的形状与梯形凹槽11相适配，粘附层21、反光层22、保护层23和打线层24依次层叠在梯形凹槽11内，粘附层21、反光层22、保护层23、打线层24均呈梯形且由下往上依次缩小，保护层23的两侧连接有保护边25，保护边25将粘附层21、反光层22、打线层24的侧边包覆住，打线层24的上表面裸露出，且其裸露面与外延片1的上表面平齐。

其中，所述粘附层21为Cr膜层，其厚度为1nm～5nm，用于将电极粘附在外延片1上。

所述反光层22为Al膜层，其厚度为100nm～500nm，用于对射向电极的光线进行反射。

所述保护层23、保护边25为Ni膜层，其厚度为1nm～500nm，用于对粘附层21、反光层22、打线层24进行保护。

所述打线层24为Au膜层，其厚度为50nm～3um，用于与焊线结合实现打线。

如图2所示，所述外延片1为异侧电极芯片，其包括发光层12、设置在发光层12两侧的N型半导体层13和P型半导体层14、以及设置在发光层12、N型半导体层13、P型半导体层14底部的衬底15，发光层12与反光层22相对应，N型半导体层13与P型半导体层14之间形成所述梯形凹槽11，N型半导体层13提供的电子和P型半导体层14提供的空穴在电流的驱动下注入发光层12进行复合发光，N型半导体层13、P型半导体层14的顶端设有N型电极16和P型电极17，N型电极16和P型电极17的底面设有透明导电薄膜18，以扩展电流。

本实用新型通过在外延片1上表面开设有梯形凹槽11，电极设计成的形状与梯形凹槽11相适配，粘附层21、反光层22、保护层23和打线层24依次层叠在梯形凹槽11内，粘附层21、反光层22、保护层23、打线层24均呈梯形且由下往上依次缩小，同时在保护层23的两侧增设有保护边25，通过该保护边25将粘附层21、反光层22、打线层24的侧边包覆住，保护边25一方面具有保护作用外，另一方面可增加Al膜层的散热面积，再加上在梯形凹槽11及保护边25的加固作用下，可减少Al膜层在长期的使用过程中受热膨胀而产生的影响，避免Al膜层冲破包覆在Al膜层外的Ni膜层与包覆在Ni膜外的Au膜层形成有缺陷的AlAu合金。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，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 (6)

1.一种发光二极管芯片，包括外延片和设置在所述外延片上的电极，所述电极包括粘附层、反光层、保护层和打线层，其特征在于：所述外延片上表面开设有梯形凹槽，所述梯形凹槽的底面面积大于其上端开口面积，所述电极的形状与所述梯形凹槽相适配，所述粘附层、反光层、保护层和打线层依次层叠在所述梯形凹槽内，所述粘附层、反光层、保护层、打线层均呈梯形且由下往上依次缩小，所述保护层的两侧连接有保护边，所述保护边将所述粘附层、反光层、打线层的侧边包覆住，所述打线层的上表面裸露出，且其裸露面与所述外延片的上表面平齐。

2.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述外延片包括发光层、设置在所述发光层两侧的N型半导体层和P型半导体层、以及设置在所述发光层、N型半导体层、P型半导体层底部的衬底，所述发光层与所述反光层相对应，所述N型半导体层与P型半导体层之间形成所述梯形凹槽，所述N型半导体层、P型半导体层的顶端设有N型电极和P型电极，所述N型电极和P型电极的底面设有透明导电薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述粘附层为Cr膜层，其厚度为1nm～5nm，用于将电极粘附在外延片上。

4.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述反光层为Al膜层，其厚度为100nm～500nm，用于对射向电极的光线进行反射。

5.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述保护层、保护边为Ni膜层，其厚度为1nm～500nm，用于对粘附层、反光层、打线层进行保护。

6.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述打线层为Au膜层，其厚度为50nm～3um，用于与焊线结合实现打线。