发光二极管封装结构、发光二极管晶粒及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体元件，尤其涉及一种发光二极管（LED)晶粒及具有该发光 二极管晶粒的封装结构。
【背景技术】
[0002] 发光二极管是一种可将电流转换成特定波长范围的光电半导体元件。发光二极管 W其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作 为光源而广泛应用于照明领域。
[0003] 现有的发光二极管封装结构一般包括相互间隔的两引脚，及设置在该两引脚上的 发光二极管晶粒。该发光二极管晶粒包括一衬底及依次设置在该衬底上的N型半导体层、 发光层、P型半导体层及分别设置在N型半导体层和P型半导体层上的两电极。在利用覆 晶技术进行固晶的过程中，通常利用导电胶将该两电极对应固定在所述两引脚上。然而，该 导电胶在外力作用变形时容易流动覆盖该发光二极管晶粒的侧面而导致所述发光二极管 晶粒的内部结构发生短路，进而影响成型的发光二极管封装结构之发光功效。故，需进一步 改进。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，有必要提供一种防止形成的电路短路的发光二极管晶粒、具有该发光 二极管晶粒的发光二极管封装结构，及该发光二极管晶粒的制造方法。
[0005] -种发光二极管晶粒，包括一衬底、依次设置在该衬底上的N型半导体层、发光 层、P型半导体层及分别与该N型半导体层和P型半导体层电连接的N电极和P电极，该P 电极设置在P型半导体层的顶面上，还包括一绝缘层及至少一凹槽，所述至少一凹槽自所 述P型半导体层的顶面延伸至该N型半导体层而外露部分N型半导体层W与该N电极电性 连接，所述凹槽的尺寸大于所述P电极的尺寸，所述绝缘层覆盖所述N型半导体层、发光层 及P型半导体层的全部侧面及P型半导体层除P电极外的顶面，所述绝缘层的外侧面与所 述衬底侧面相互错位并配合形成一台阶部。
[0006] -种发光二极管封装结构，其包括相互间隔设置的两引脚、夹设于两引脚之间的 绝缘体，设置在该两引脚上的发光二极管晶粒及覆盖该发光二极管晶粒的封装层，所述发 光二极管晶粒包括一衬底、依次设置在该衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层及 分别与该N型半导体层和P型半导体层电连接的N电极和P电极，该P电极设置在P型半 导体层的顶面上，还包括一绝缘层及至少一凹槽，所述至少一凹槽自所述P型半导体层的 顶面延伸至该N型半导体层而外露部分N型半导体层W与该N电极电性连接，所述凹槽的 尺寸大于所述P电极的尺寸，所述绝缘层覆盖所述N型半导体层、发光层及P型半导体层的 全部侧面及P型半导体层除P电极外的顶面，所述发光二极管晶粒利用导电胶覆晶设置在 所述两引脚上，所述绝缘层的外侧面与所述衬底侧面相互错位并配合形成一台阶部。
[0007] -种发光二极管晶粒的制造方法，其包括步骤；提供一预成型的发光二极管晶粒， 其包括衬底、依次生长形成于衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层；蚀刻所述P型 半导体层、发光层及N型半导体层形成若干凹槽和若干沟槽，所述凹槽贯穿所述P型半导体 层和发光层而延伸至所述N型半导体层而外露部分N型半导体层，所述沟槽贯穿所述P型 半导体层、发光层和N型半导体层而延伸至所述衬底；在所述衬底上设置一绝缘层，所述绝 缘层覆盖该所述N型半导体层、发光层及P型半导体层的全部侧面及所述P型半导体层的 顶面；蚀刻所述P型半导体层上的部分绝缘层形成一开口；设置相互间隔的N电极和P电极 分别与所述N型半导体层及P型半导体层电性连接，所述凹槽的尺寸大于所述P电极的尺 寸，所述N电极覆所述该凹槽中的绝缘层并延伸至覆盖P型半导体层顶面的部分绝缘层，所 述P电极设置在所述开口处并该绝缘层环绕抵接；及沿所述沟槽切割该预成型的发光二极 管晶粒形成单独的发光二极管晶粒，所述绝缘层的外侧面与所述衬底侧面相互错位并配合 形成一台阶部。
[0008] 与现有技术相比，本发明提供的发光二极管晶粒形成至少一凹槽，该绝缘层覆盖N 性半导体层、发光层及P型半导体层的全部侧面及P型半导体层的除P电极外的顶面，覆晶 固定发光二极管晶粒时导电胶除N电极和P电极的其他区域流动时均是在该绝缘层上流动 而不会导致该发光二极管晶粒的内部结构短路，从而增强该发光二极管晶粒的稳定性。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明一实施方式提供的发光二极管封装结构的剖面示意图。
[0010] 图2为由图1所示发光二极管封装结构中发光二极管晶粒的剖面示意图。
[0011] 图3至图8为图2中所示发光二极管晶粒的制造步骤示意图。
[0012] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0013] 请参阅图1，为本发明发光二极管封装结构100的一较佳实施例。该发光二极管封 装结构100包括相互间隔的第一引脚11和第二引脚12、绝缘体20,反射杯30、发光二极管 晶松40及封装层50。
[0014] 具体的，该第一引脚11和第二引脚12均具有平整的表面。该第一引脚11和第二 引脚12均为金属材质。本实施例中，该两第一引脚11和第二引脚12由铜（化）制成。
[0015] 所述绝缘体20夹设于所述第一引脚11和第二引脚12之间W电性隔离该第一引 脚11和第二引脚12。该绝缘体20的上下表面与该第一引脚11及第二引脚的上下表面均 对应齐平。
[0016] 所述反射杯30形成于第一引脚11和第二引脚12上。该反射杯20内侧面可形成 有高反射材料，该反射杯30与该第一电极11、第二电极12及绝缘体20共同围设形成一凹 陷60 W收容所述发光二极管晶粒40。所述凹陷60的顶部尺寸大于其底部尺寸。
[0017] 请参阅图2,该发光二极管晶粒40包括衬底41，依次设置在该衬底41上的N型半 导体层42、发光层43、P型半导体层44、绝缘层45及两电极46。
[0018] 具体的，所述衬底41呈规则的平板状。该衬底41为透明衬底。本实施例中，该衬 底41优选为藍宝石。
[0019] 所述N型半导体层42、发光层43及P型半导体层44依次生长形成在该衬底41上。 该N型半导体层42、发光层43及P型半导体44层共同形成至少一凹槽47。该凹槽47自 P型半导体层44的顶面延伸至该N型半导体层42使得该N型半导体层42部分外露。该 凹槽47贯穿该P型半导体层44和该发光层43。该N型半导体层42外露的部分形成该凹 槽47的底面471。该P型半导体层44的顶面设置有一过渡电极48用W预先设定所述电 极46的区域。本实施例中，该凹槽47的数量为两个，从而使得该N型半导体层42、发光层 43及P型半导体层44形成Η个相互间隔的岛状结构A、B、C，该过渡电极48设置在其中一 个岛状结构A上。本实施例中，所述Ν型半导体层42优选为Ν型氮化嫁层，所述发光层43 优选为多重量子阱（muti-quantum well)层，所述P型半导体层44优选为P型氮化嫁层。
[0020] 所述绝缘层45设置于该衬底41上。具体的，该绝缘层45覆盖该所述N型半导体 层42、发光层43及P型半导体层44的全部侧面及该P型半导体层44的顶面。该绝缘层 45覆盖该过渡电极48的周缘而外露该过渡电极48的部分顶面，所述绝缘层45的外侧面与 所述衬底41的侧面相互错位并配合形成一台阶部452,也即所述绝缘层45的外侧面与衬底 41的侧面并非共面设置。
[0021] 所述电极46包括相互间隔设置的N电极461和P电极462。具体的，该N电极461 抵接所述凹槽47中外露的N型半导体层42而与该N型半导体层42电性连接。该N电极 46覆盖该凹槽47中的绝缘层45并延伸至覆盖P型半导体层42顶面的部分绝缘层45。所 述凹槽47的尺寸至少大于所述P电极462的的尺寸。本实施例中该N电极461覆盖两个 岛状结构B、C的绝缘层45的顶面，并延伸至另一岛状结构A上绝缘层45的边缘而与P电 极相互间隔。也即所述N电极461覆盖所述凹槽47的全部内壁面。所述P电极462覆盖 该过渡电极48的外露部分而与所述P型半导体层44电性连接。本实施例中，所述P电极 462的剖面大致呈"凸"状而被所述绝缘层45环绕。
[0022] 所述发光二极管晶粒40利用导电胶通过覆晶的方式设置在该第一引脚11和第二 引脚12上。具体的，该N电极461设置在该第一引脚11上并电性连接。该P电极461设 置在该第二引脚12上并电性连接。导电胶在覆晶挤压的过程中会水平流溢进而收容于所 述凹槽47及台阶部452中，从而避免导电胶溢出发光二极体晶粒40而影响所述发光二极 体晶粒40的整体外观。
[0023] 该封装层50覆盖该发光二极管晶粒40上并填设于该凹陷60中，且该封装层50 顶部的端面与该反射杯30的上表面齐平。该封装层50可为渗杂有英光粉的透明胶体，该 英光粉可为石楷石基英光粉、娃酸盐基英光粉、原娃酸盐基英光粉、硫化物基英光粉、硫代 嫁酸盐基英光粉、氮氧化物基英光粉和氮化物基英光粉中的一种或多种。
[0024] 工作时，所述N电极461与