CN211789017U - 一种高压led芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压LED芯片，包括衬底，至少两个设于衬底上的发光结构，所述发光结构的侧面垂直于所述衬底，设于相邻两个发光结构之间的隔离槽，所述隔离槽贯穿所述发光结构并延伸至衬底的表面，填充在隔离槽内的填平层，所述填平层由透明不导电材料制成，设于发光结构和填平层上的绝缘层，设于绝缘层上并连接在相邻两个发光结构电极上的桥接电极。本发发光结构的侧面垂直于衬底，从而保证发光结构的发光面积。由于发光结构的侧面垂直于衬底，因此可以缩小隔离槽的宽度，从而减少桥接电极的长度，有效降低芯片的电压和提高芯片的稳定性。

Description

一种高压LED芯片

技术领域

本实用新型涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种高压LED芯片。

背景技术

参见图1和图2，现有的高压LED芯片一般包括衬底10、至少两个设于衬底10上的发光结构20、以及桥接电极30，其中，现有的发光结构20之间需要设置隔离槽40来将相邻两个发光结构20隔开，然后在发光结构20上以及隔离槽40形成绝缘层50，以防止芯片短路，其中，所述桥接电极30设置在绝缘层 50上并连接相邻两个发光结构的正负电极。具体的，为了形成独立的发光结构20，需要对发光结构20进行深刻蚀，使得发光结构20形成斜面的侧面，以便于在发光结构20和隔离槽40上蒸镀形成桥接电极30，若发光结构20侧面没有形成斜面，则能够蒸镀形成的桥接电极30厚度过薄，影响高压芯片的电压和稳定性。由于现有高压LED芯片的发光结构的侧面需要形成斜面，导致现有高压 LED芯片的隔离槽宽度d为18～25微米，这样会减少部分的发光面积，降低芯片的亮度。

此外，现有桥接电极设置在发光结构的斜面上，导致桥接电极的长度太长，又具有较大的高低差，桥接电极容易因高电流而烧毁。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种高压LED芯片，亮度高，稳定性好。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高压LED芯片，包括：

衬底，

至少两个设于衬底上的发光结构，所述发光结构的侧面垂直于所述衬底，

设于相邻两个发光结构之间的隔离槽，所述隔离槽贯穿所述发光结构并延伸至衬底的表面，

填充在隔离槽内的填平层，所述填平层由透明不导电材料制成，

设于发光结构和填平层上的绝缘层，

设于绝缘层上并连接在相邻两个发光结构电极上的桥接电极。

作为上述方案的改进，所述发光结构包括设于衬底上的第一半导体层、设于第一半导体层上的有源层、设于有源层上的第二半导体层、设于第二半导体层上的透明导电层、设于透明导电层上的第二电极、第一电极、第一裸露区域和第二裸露区域，所述第一裸露区域和第二裸露区域沿着第二半导体层刻蚀至第一半导体层，所述第一裸露区域和第二裸露区域位于发光结构的两侧，所述第一电极设置在裸露出来的第一半导体层上，所述隔离槽设于相邻两个发光结构的第一裸露区域和第二裸露区域之间。

作为上述方案的改进，所述填平层的表面与第一裸露区域和第二裸露区域的表面齐平。

作为上述方案的改进，所述透明不导电材料为Al₂O₃、SiO₂和SiN_x中的一种。

作为上述方案的改进，所述隔离槽的宽度小于等于10微米。

作为上述方案的改进，所述隔离槽的宽度为3～6微米。

作为上述方案的改进，所述桥接电极的结构为Cr/Al/Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为10～50埃/1000～2000埃/100～600埃/100～800埃/100～800埃/1000～2000 埃。

作为上述方案的改进，所述桥接电极的结构为Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为100～500埃/100～800埃/100～800埃/3000～8000埃。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本发通过隔离槽将若干个发光结构隔离，并通过特定的切割方法，使得发光结构的侧面垂直于衬底，从而保证发光结构的发光面积。

此外，本实用新型通过在隔离槽内填充透明不导电材料来形成填平层，使得填平层的表面与相邻两个发光结构的裸露区域齐平，保证桥接电极可以在侧面垂直的发光结构上形成，且减少桥接电极对光的吸收。

其次，由于发光结构的侧面垂直于衬底，因此可以缩小隔离槽的宽度，从而减少桥接电极的长度，有效降低芯片的电压和提高芯片的稳定性。

进一步地，与现有高压LED芯片的倾斜桥接电极相比，本实用新型桥接电极成直线结构，高低差有效减小，不容易断开。

附图说明

图1是现有高压LED芯片的结构示意图；

图2是现有高压LED芯片的俯视图；

图3是本实用新型高压LED芯片的结构示意图；

图4是本实用新型高压LED芯片的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见图3和图4，本实用新型提供的一种高压LED芯片，包括衬底10、发光结构20、隔离槽、填平层30、绝缘层40和桥接电极50。

本实用新型的衬底10为蓝宝石衬底、硅衬底、氮化硅衬底或氮化镓衬底，但不限于此。

本实用新型的衬底10上设有至少两个发光结构20，与现有的高压LED芯片的发光结构不同的是，本实用新型发光结构20的侧面垂直于所述衬底10。

由于本实用新型发光结构20的侧面垂直与衬底10，因此，本实用新型设于相邻两个发光结构20之间的隔离槽，其宽度可以有效减少。优选的，所述隔离槽的宽度小于等于10微米。更优的，所述隔离槽的宽度为3～6微米。若隔离槽的宽度过小，则发光结构20之间容易发生短路，且不利于桥接电极50的形成。

本实用新型的隔离槽用于隔离发光结构20，使得发光结构20之间相互绝缘，防止短路。具体的，本实用新型的隔离槽贯穿所述发光结构20并延伸至衬底10 的表面。

本实用新型的发光结构20包括设于衬底10上的第一半导体层21、设于第一半导体层21上的有源层22、设于有源层22上的第二半导体层23、设于第二半导体层23上的透明导电层24、设于透明导电层24上的第二电极25、第一电极26、第一裸露区域27和第二裸露区域28。

具体的，所述第一裸露区域27和第二裸露区域28沿着第二半导体层23刻蚀至第一半导体层21，所述第一裸露区域27和第二裸露区域28位于发光结构 20的两侧，所述第一电极26设置在裸露出来的第一半导体层21上，所述隔离槽设于相邻两个发光结构的第一裸露区域27和第二裸露区域28之间。

本实用新型发光结构的制作方法如下：

一、在衬底上形成外延层，所述外延层包括设于衬底上的第一半导体层、设于第一半导体层上的有源层、以及设于有源层上的第二半导体层；

二、对所述外延层进行刻蚀，刻蚀至第一半导体层，形成共同裸露区域；

三、在第二半导体层上形成透明导电层；

四、在透明导电层上蒸镀金属形成第二电极、在共同裸露区域裸露出来的第一半导体层上蒸镀金属形成第一电极；

五、对共同裸露区域进行刻蚀，刻蚀至衬底的表面，以形成隔离槽，所述隔离槽将共同裸露区域分割成第一裸露区域和第二裸露区域，以形成若干个独立的发光结构。

需要说明的是，本实用新型的外延层由氮化镓材料制成，但不限于此。

为了减少对发光结构的破坏，提高生产效率，本实用新型通过对共同裸露区域继续进行刻蚀的方法形成隔离槽。

本实用新型的填平层30填充在隔离槽内，在发光结构20的侧面垂直于衬底10的情况下，依然可以形成桥接电极50，保证高压LED芯片的稳定性和良率。

本实用新型选用特定的透明不导电材料制成填平层，所述透明不导电材料必须同时满足：1、透光性好；2、不导电；3、与氮化镓材料结合能力强。

具体的，所述透明不导电材料为Al₂O₃、SiO₂和SiN_x中的一种。更优的，所述透明不导电材料为Al₂O₃。

为了便于桥接电极50的形成，保证桥接电极50的厚度一致，所述填平层 30的表面与第一裸露区域27和第二裸露区域28的表面齐平。若所述填平层30 的表面与第一裸露区域27和第二裸露区域28的表面不齐平，则桥接电极的厚度不一致，容易因高电流而烧毁。

优选的，本实用新型采用Silcon on Glass法，将液体的透明不导电材料涂覆在隔离槽内，然后进行烘烤，烘烤温度为120～180摄氏度，烘烤时间为20～40 分钟。优选的，烘烤温度为120～140摄氏度，烘烤时间为25～32分钟。

本实用新型还可以通过溅射或蒸镀的方法形成填平层，但效果次于上述方法。

本实用新型可以通过Silcon on Glass法，有效地提高填平层30和衬底10、氮化镓材料的结合力，进一步防止填平层30脱落。此外，还可以保证填平层30 的表面与第一裸露区域27和第二裸露区域28的表面齐平。

所述绝缘层40覆盖在发光结构20和填平层30上。本实用新型对绝缘层40 进行刻蚀，将第一电极26和第二电极25裸露出来。本实用新型的绝缘层40用于保护发光结构，保证桥接电极50的形成。

所述桥接电极50设置在绝缘层40上，并连接在相邻两个发光结构20的第一电极26和第二电极25上。

参见图4，由于隔离槽的宽度变小，因此桥接电极50的长度变短，即桥接距离大幅缩小，有效降低芯片的电压和提高芯片的稳定性。参见图3，与现有高压LED芯片的倾斜桥接电极相比，本实用新型桥接电极成直线结构，高低差有效减小，不容易断开。

此外，由于本实用新型的发光结构侧面垂直于衬底，不需要形成斜面，因此可以保证发光结构的发光面积，于现有的斜面发光结构相比，本实用新型高压LED芯片的出光效率更高。

为了进一步防止桥接电极因高电流而烧毁，本实用新型对桥接电极的结构做了进一步的改进，使其更适应于本实用新型的高压LED芯片上。

本实用新型桥接电极的第一种结构为Cr/Al/Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为 10～50埃/1000～2000埃/100～600埃/100～800埃/100～800埃/1000～2000埃。本实用新型桥接电极的第一种结构层数为六层，通过各层的配合，不仅增加桥接电极的结构强度，提高防烧毁能力，更能降低芯片的电压。具体的，Au设置的电极的最表面用于保护电极，通过与Pt和Ti的配合，其厚度可以大大减少，由于 Au的成本较大，若减少其厚度，可以减少芯片的成本。此外，由于这种桥接电极的层数较多，为了减少电极吸光，本申请在两层Cr层之间设置Al层，可以将光线进行反射，以减少桥接电极对芯片的吸光。

优选的，桥接电极的结构为Cr/Al/Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为20～40 埃/1200～1600埃/200～400埃/300～500埃/200～300埃/1000～2000埃。

更优的，桥接电极的结构为Cr/Al/Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为30埃/1400埃/250埃/400埃/200埃/1600埃。

更优的，桥接电极的结构为Cr/Al/Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为35埃/1200埃/200埃/400埃/300埃/1300埃。

本实用新型桥接电极的第二种结构为Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为 100～500埃/100～800埃/100～800埃/3000～8000埃。本实用新型桥接电极的第二种结构层数为四层，通过各层的配合，不仅增加桥接电极的结构强度，提高防烧毁能力，更能降低芯片的电压。本实用新型通过减少桥接电极的层数来提降低芯片的电压，同时通过增加Au层的厚度来增强桥接电极的强度，此外，由于桥接电极的厚度较后，因此通过增加底层Cr层的厚度来提高桥接电极与绝缘层的结合力。

优选的，桥接电极的结构为Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为200～400埃 /300～600埃/200～600埃/3000～6000埃。

更优的，桥接电极的结构为Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为300埃/400埃 /500埃/4000埃。

更优的，桥接电极的结构为Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为250埃/300埃 /400埃/4500埃。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种高压LED芯片，其特征在于，包括：

衬底，

至少两个设于衬底上的发光结构，所述发光结构的侧面垂直于所述衬底，

设于相邻两个发光结构之间的隔离槽，所述隔离槽贯穿所述发光结构并延伸至衬底的表面，

填充在隔离槽内的填平层，所述填平层由透明不导电材料制成，

设于发光结构和填平层上的绝缘层，

设于绝缘层上并连接在相邻两个发光结构电极上的桥接电极。

2.如权利要求1所述的高压LED芯片，其特征在于，所述发光结构包括设于衬底上的第一半导体层、设于第一半导体层上的有源层、设于有源层上的第二半导体层、设于第二半导体层上的透明导电层、设于透明导电层上的第二电极、第一电极、第一裸露区域和第二裸露区域，所述第一裸露区域和第二裸露区域沿着第二半导体层刻蚀至第一半导体层，所述第一裸露区域和第二裸露区域位于发光结构的两侧，所述第一电极设置在裸露出来的第一半导体层上，所述隔离槽设于相邻两个发光结构的第一裸露区域和第二裸露区域之间。

3.如权利要求2所述的高压LED芯片，其特征在于，所述填平层的表面与第一裸露区域和第二裸露区域的表面齐平。

4.如权利要求1所述的高压LED芯片，其特征在于，所述透明不导电材料为Al₂O₃、SiO₂和SiN_x中的一种。

5.如权利要求1所述的高压LED芯片，其特征在于，所述隔离槽的宽度小于等于10微米。

6.如权利要求5所述的高压LED芯片，其特征在于，所述隔离槽的宽度为3～6微米。

7.如权利要求1所述的高压LED芯片，其特征在于，所述桥接电极的结构为Cr/Al/Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为10～50埃/1000～2000埃/100～600埃/100～800埃/100～800埃/1000～2000埃。

8.如权利要求1所述的高压LED芯片，其特征在于，所述桥接电极的结构为Cr/Ti/Pt/Au的叠层结构，厚度为100～500埃/100～800埃/100～800埃/3000～8000埃。

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