CN220984550U - 垂直结构led芯片 - Google Patents
垂直结构led芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220984550U CN220984550U CN202420503283.0U CN202420503283U CN220984550U CN 220984550 U CN220984550 U CN 220984550U CN 202420503283 U CN202420503283 U CN 202420503283U CN 220984550 U CN220984550 U CN 220984550U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- area
- led chip
- reflecting layer
- 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.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012938 design process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种垂直结构LED芯片，包括：支撑衬底，表面形成有发光区域和焊盘区域；发光区域表面设置有：半导体发光结构；反射结构，形成于支撑衬底和半导体发光结构之间；反射结构中包括一金属反射层及一介电反射层，金属反射层通过形成于支撑衬底表面的介电材料层固定于支撑衬底表面，介电反射层形成于金属反射层的表面；焊盘区域表面依次设置有介电材料层、部分金属反射层及第一电极；发光区域和焊盘区域的介电材料层和部分金属反射层于支撑衬底表面整体呈方形配置，且发光区域位于中心区域，呈正八边形配置。其能够有效解决现有方形发光面LED芯片光斑边界不清晰、圆形发光面LED芯片有效发光面积小等技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是一种垂直结构LED芯片。
背景技术
LED作为一种新型的绿色照明光源越来越受到人们的重视，其具有节能环保、发光高效、抗静电、使用寿命长等诸多优点，被应用于各种照明场所。在如手电、舞台灯等照明领域，由于需要将设备出光聚成光柱达到照远的目的，一般需要选用垂直结构的薄膜LED芯片。
目前，垂直结构LED芯片多为方形发光面，这种发光面的优点是有效发光面积大，但缺点是整个发光面上对角方向较对边方向长。市场上也有圆形发光面的LED芯片，虽然能够聚圆光斑且边界清晰，但是缺点是有效发光面积小。针对相同尺寸的LED芯片，使用同一抛物面光杯聚光，与方形发光面LED芯片相比，圆形发光面LED芯片不但光斑小，而且在距离不够远时容易出现光斑中心的稀光暗影。因此，一种能够同时解决上述方形发光面和圆形发光面LED芯片缺点的垂直结构LED芯片成为一种需求。
实用新型内容
为了克服以上不足，本实用新型提供了一种垂直结构LED芯片，能够有效解决现有方形发光面LED芯片光斑边界不清晰、圆形发光面LED芯片有效发光面积小等技术问题。
本实用新型提供的技术方案为：
一种垂直结构LED芯片，包括：
支撑衬底，表面形成有发光区域和焊盘区域；
发光区域表面设置有：
半导体发光结构，包括依次堆叠于支撑衬底表面的第二半导体层、发光层及第一半导体层；
反射结构，形成于支撑衬底和半导体发光结构之间；反射结构中包括一金属反射层及一介电反射层，金属反射层通过形成于支撑衬底表面的介电材料层固定于所述支撑衬底表面，介电反射层形成于所述金属反射层的表面；
填充有导电材料的导电通孔，导电通孔贯穿介电材料层、反射结构、第二半导体层及发光层将第一半导体层连接至支撑衬底；
焊盘区域表面依次设置有介电材料层、部分金属反射层及第一电极；
发光区域和焊盘区域的介电材料层和部分金属反射层于支撑衬底表面整体呈方形配置，且发光区域位于中心区域，呈正八边形配置。
本实用新型提供的垂直结构LED芯片，于支撑衬底表面形成的发光区域呈正八边形设计，不仅可以实现光斑更加集中且呈圆形、边界清晰，且有效发光面积较圆形发光面有效发光面积大5%以上，光斑大15%以上，一定程度可解决由于降成本缩小芯片尺寸造成的近距离光斑中心稀光暗影问题。
附图说明
图1为本实用新型一实例中垂直结构LED芯片的俯视示意图；
图2为图1中A-A处的剖面示意图；
图3为本实用新型另一实施例垂直结构LED芯片的剖面示意图；
图4为本实用新型另一实例中垂直结构LED芯片的俯视示意图。
附图标记：
10-支撑衬底，11-介电材料层，12-金属反射层，13-介电反射层，14-第二半导体层，15-发光层，16-第一半导体层，17-导电通孔，18-第一电极，19-绝缘层，21-发光区域，22-焊盘区域。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施案例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
本实用新型的第一种实施例，一种垂直结构LED芯片，包括：支撑衬底，表面形成有发光区域和焊盘区域。发光区域表面设置有：半导体发光结构，包括依次堆叠于支撑衬底表面的第二半导体层、发光层及第一半导体层；反射结构，形成于支撑衬底和半导体发光结构之间；反射结构中包括一金属反射层及一介电反射层，金属反射层通过形成于支撑衬底表面的介电材料层固定于支撑衬底表面，介电反射层形成于金属反射层的表面；填充有导电材料的导电通孔，导电通孔贯穿介电材料层、反射结构、第二半导体层及发光层将第一半导体层连接至支撑衬底；焊盘区域表面依次设置有介电材料层、部分金属反射层及第一电极；发光区域和焊盘区域的介电材料层和部分金属反射层于支撑衬底表面整体呈方形配置，且发光区域位于中心区域，呈正八边形配置。
本实施例中，支撑衬底除了作为支撑之外，同时作为导电基底，应用中，可根据需求选用Si衬底、Cu衬底等，且表面包括发光区域和焊盘区域，其中发光区域表面用于设置芯片的发光结构，焊盘区域设置电极结构。发光区域表面的半导体发光结构可以选用各种波段的二元、三元、四元材料进行制备，第一半导体层和第二半导体发光层的类型可以根据实际情况进行选定。一般来说，垂直结构LED芯片中，第一半导体层为P型GaN层，第二半导体层为N型GaN层。需要注意，由于芯片制备过程中，需要在管芯之间预留切割道（大小由切割工艺确定），是以通常来说支撑衬底的尺寸较由发光区域和焊盘区域形成的方形区域尺寸大，即支撑衬底的边缘超出方形区域的边缘。且由于发光区域和焊盘区域形成的是方形区域，通常支撑衬底也为方形，发光区域和焊盘区域于支撑衬底的中心位置配置。金属反射层由具有高反射率的导电反射金属形成，如Ag、Al等，厚度为500Å~10000Å；介电反射层形成于金属反射层表面，厚度为3000Å~10000Å，材料可以选用SiO2、SiN和Al2O3中的一种或几种，该介电反射层中开设有内部填充导电材料、侧壁填充介电材料的通孔。
该垂直结构LED芯片中，出光面为LED芯片的上表面，且半导体发光结构所在的发光区域呈现正八边形配置。为尽可能扩大LED芯片的发光面积，如图1和图2（图2为图1在A-A处的剖面示意图）所示，支撑衬底10表面分为发光区域21和焊盘区域22；发光区域中的结构从下至上依次为：形成于支撑衬底表面的介电材料层11，金属反射层12，介电反射层13和半导体发光结构（从下至上为第二半导体层14、发光层15、第一半导体层16），另外，发光区域还包括多个内部填充有导电材料、侧壁有绝缘材料的导电通孔17，导电通孔贯穿介电材料层11、反射结构（包括金属反射层12、介电反射层13）和第二半导体层14及发光层15将第一半导体层16连接至支撑衬底10；焊盘区域中的结构从下至上依次为形成于支撑衬底表面的介电材料层11、厚度只有发光区域中金属反射层一部分的金属反射层12和第一电极18，焊盘区域中不含介电反射层和半导体发光结构。
在发光区域中，通常在介电反射层中设置有多个均匀排布的通孔，并且，焊盘区域的金属反射层和发光区域的金属反射层为连贯的整体结构，这样，通过焊盘区域的第一电极18可以将电流通过金属反射层12和介电反射层中的通孔传导至第二半导体层14。金属反射层在这里不仅提供了必要的反射功能，以增强发光区域内的光线输出效果，还确保了电流能够有效地从焊盘区域经介电反射层的通孔传输到第二半导体层。在由发光区域21呈现的正八边形中，其中的四条边沿介电材料层/部分金属反射层的四边边沿设置。此时，在由发光区域和焊盘区域中介电材料层/部分金属反射层共同形成的方形区域中，除四个顶角区域之外，均为发光区域21，以此将顶角区域作为芯片焊盘区域22。对于芯片焊盘的数量、大小、第一电极的形状等均可以根据实际情况设计，如可仅在其中一个顶角区域设置芯片焊盘、也可以在其中的2个顶角设置芯片焊盘等；形状可以为圆形、方形等，大小只要不超出顶角区域的大小即可。为了提高LED芯片的出均匀性，如图1所示，焊盘区域22于正八边形发光区域之外的四个顶角区域配置，且均设计为直角三角状。该实施例中，发光区域呈现正八边形，且相邻边长内角135°。
对上述实施例进行改进得到本实施例，本实施例中，与上一实施例相比不同的是，发光区域和焊盘区域侧壁形成有绝缘层。如图3所示，支撑衬底10表面分为发光区域21和焊盘区域22；在发光区域，绝缘层19形成于介电材料层、反射结构（包含金属反射层和介电反射层）、半导体发光结构的侧壁表面；在焊盘区域，绝缘层形成于介电材料层、金属反射层和第一电极18的侧壁表面；除绝缘层外，发光区域和焊盘区域从下至上各层材料和结构（如介电材料层、金属反射层、介电反射层和半导体发光材料、导电通孔）与上一实施例（如图1和图2）相同。
在其他实施例中，如图4所示，发光区域呈现的正八边形中，相邻两条边之间形成的夹角设置为圆角。设计过程中，该圆角可以通过画图软件，如CAD中的自动圆角功能形成，也可以通过其他方式形成，只要相邻两条边通过圆弧自然过渡即可。
应当理解，上述实施例中，仅针对垂直结构LED芯片发光面的发光区域形状和大小进行限定，对于LED芯片自身的结构、使用的材质等均不做任何限定，只要其具备发光面、且发光面满足上述实施例中限定的条件即可。如，为了隔离发光区域和焊盘区域，在发光区域和/或焊盘区域侧壁形成绝缘层；又如，在介电反射层中介电材料与导电材料的接触面之间、介电材料与金属反射层的接触面之间及介电反射层上表面均设置有透明导电层等。
上述LED芯片中，发光波长为365nm-540nm，方形半导体发光结构的尺寸范围为30mil-160mil，该尺寸下，不仅可以实现光斑更加集中且呈圆形、边界清晰，且有效发光面积较圆形发光面有效发光面积大5%以上，光斑大15%以上。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种垂直结构LED芯片，其特征在于，包括：
支撑衬底，表面形成有发光区域和焊盘区域；
发光区域表面设置有：
半导体发光结构，包括依次堆叠于支撑衬底表面的第二半导体层、发光层及第一半导体层；
反射结构，形成于支撑衬底和半导体发光结构之间；反射结构中包括一金属反射层及一介电反射层，金属反射层通过形成于支撑衬底表面的介电材料层固定于所述支撑衬底表面，介电反射层形成于所述金属反射层的表面；
填充有导电材料的导电通孔，导电通孔贯穿介电材料层、反射结构、第二半导体层及发光层将第一半导体层连接至支撑衬底；
焊盘区域表面依次设置有介电材料层、部分金属反射层及第一电极；
发光区域和焊盘区域的介电材料层和部分金属反射层于支撑衬底表面整体呈方形配置，且发光区域位于中心区域，呈正八边形配置。
2.如权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片，其特征在于，发光区域呈现的正八边形中，相邻两条边之间形成的夹角为圆角。
3.如权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片，其特征在于，发光区域呈现的正八边形中，其中的四条边沿介电材料层和部分金属反射层的四边边沿设置。
4.如权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片，其特征在于，焊盘区域于正八边形发光区域之外的四个顶角区域配置。
5.如权利要求1-4任意一项所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，发光区域和/或焊盘区域侧壁形成有绝缘层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202420503283.0U CN220984550U (zh) | 2024-03-15 | 2024-03-15 | 垂直结构led芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202420503283.0U CN220984550U (zh) | 2024-03-15 | 2024-03-15 | 垂直结构led芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220984550U true CN220984550U (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=91057435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202420503283.0U Active CN220984550U (zh) | 2024-03-15 | 2024-03-15 | 垂直结构led芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220984550U (zh) |
-
2024
- 2024-03-15 CN CN202420503283.0U patent/CN220984550U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3176890U (ja) | 発光素子パッケージ | |
| JP4721166B2 (ja) | 高出力発光ダイオード及びその製造方法 | |
| JP2017147227A (ja) | 光学レンズ、光源モジュールおよびこれを備えたライトユニット | |
| KR102538448B1 (ko) | 조명 모듈 | |
| US9786811B2 (en) | Tilted emission LED array | |
| JP2004111909A (ja) | 発光装置 | |
| US9625107B2 (en) | Light-emitting-diode-based light bulb | |
| US9812495B2 (en) | Light emitting device and lighting apparatus | |
| KR20130032110A (ko) | 조명 장치 | |
| KR20170096370A (ko) | 광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 | |
| TWM453969U (zh) | 發光裝置 | |
| CN220984550U (zh) | 垂直结构led芯片 | |
| JP2019201198A (ja) | 発光チップ及び関連するパッケージ構造 | |
| CN100463242C (zh) | 一种增大出光面积的led制作方法 | |
| KR102425317B1 (ko) | 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 | |
| KR101175931B1 (ko) | Ｌｅｄ를 이용한 면광원 장치 | |
| TWI479686B (zh) | 發光二極體 | |
| JPH11121809A (ja) | 半導体発光装置 | |
| CN103367343A (zh) | 发光模块 | |
| KR102435569B1 (ko) | 광학 렌즈, 조명 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 | |
| KR101018936B1 (ko) | 대면적 발광 다이오드 및 그의 제조 방법 | |
| KR101185533B1 (ko) | 직선형 ｌｅｄ 조명 유닛의 제조 방법과 그 제조 방법에 의하여 제조된 직선형 ｌｅｄ 조명 유닛 | |
| TWI451556B (zh) | 發光二極體封裝模組 | |
| KR102450726B1 (ko) | 광학 렌즈, 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 | |
| KR102268107B1 (ko) | 발광 소자 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |