专利名称：高电压发光二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高电压发光二极管。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)作为半导体照明元件正快速地进入通用照明领域。在先的LED的缺点是采用较低电压驱动，因此，当把LED应用于照明时，需要使用变压器把电压降低，使得LED灯具的成本提高。因此，高电压LED芯片被提出，但是，在先的高电压LED芯片的N-和P-打线焊盘都设置在外延层上，外部电路输入的电流通过N-和 P-打线焊盘直接输入到N-类型限制层和P-类型限制层上，在N-打线焊盘和P-打线焊盘处会产生电流拥塞(current crowding)，电流拥塞一方面会降低芯片寿命，另一方面会降低芯片发光效率。电流拥塞还导致电流向芯片中的扩展分布不均勻，难以向芯片输入大电流。然而，向芯片输入大电流是快速降低芯片成本、减少巨额投资的重要方法，因此，在先的高电压LED芯片需要解决电流拥塞的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高电压发光二极管，以减少LED芯片中出现的电流拥塞现象，从而使电流扩展分布更加均勻，改善LED芯片的光电性能，向芯片输入大电流。为实现上述目的，本实用新型提出了一种高电压发光二极管，包括生长衬底、打线焊盘区域、至少两个发光二极管单元和连接电极。打线焊盘区域包括互相分离的N-打线焊盘和P-打线焊盘。连接电极包括多个条形电极，条形电极把N-打线焊盘、多个发光二极管单元和P-打线焊盘形成串联形式的电连接。发光二极管单元包括依次形成在生长衬底上的外延层、透明电极、钝化层，其中，外延层包括依次形成的N-类型限制层、活化层和 P-类型限制层；透明电极覆盖P-类型限制层。每个发光二极管单元的半导体外延层上形成至少一个半导体外延层平台(mesa)，半导体外延层平台的底面露出N-类型限制层。钝化层(passivation)覆盖打线焊盘区域、每个发光二极管单元的透明电极、半导体外延层的侧面、半导体外延层平台的侧面和底面以及发光二极管单元之间的生长衬底。钝化层中包括多个窗口(opening)，包括N-窗口、P-窗口。每个发光二极管单元的半导体外延层平台底面的上方的钝化层中形成至少一个N-窗口，使得N-窗口的底面露出N-类型限制层。每个发光二极管单元的透明电极的上方的钝化层中形成至少一个P-窗口，使得P-窗口的底面露出透明电极。至少一个窗口形成在发光二极管单元之间的生长衬底的上方的钝化层中，使得窗口的底面露出生长衬底。N-打线焊盘和P-打线焊盘通过窗口分别形成在生长衬底的预定位置上。至少一个发光二极管单元的N-类型限制层通过至少一条形成在N-窗口中的条形电极与N-打线焊盘形成电连接。至少一个发光二极管单元的透明电极通过至少一条形成在P-窗口中的条形电极与P-打线焊盘形成电连接。条形电极与打线焊盘一体同步成型。发光二极管单元的半导体外延层平台形成在发光二极管单元的一侧或两侧或中间部分。发光二极管单元的P-窗口形成在发光二极管单元的一侧或两侧或中间部分。每个发光二极管单元的形成在N-窗口中的条形电极与形成在P-窗口中的条形电极互相平行。条形电极的连接两个发光二极管单元的部分的宽度大于条形电极在N-窗口中和在P-窗口中的部分的宽度。发光二极管单元的形状包括正方形或长方形或正三角形或菱形或正六边形，或正方形或长方形或正三角形或菱形或正六边形的组合。阵列形式排列的微结构形成在透明电极或钝化层的表面上。微结构的形状为圆柱形、圆锥形、棱锥形、半球形或球冠形。由以上技术方案可知，本实用新型通过改进高电压发光二极管的结构，使打线焊盘能够通过条形电极连接N-类型限制层或P-类型限制层，易于电流扩散，从而减少甚至避免出现电流拥塞现象。进而使得高电压发光二极管发出的光通量增加，在向高电压发光二极管输入大电流时所受到电流拥塞约束降低。因此，本实用新型允许大电流的输入可以降低流明成本，且该结构的高电压发光二极管制造工艺适于批量生产。
图1展示本实用新型的高电压发光二极管的一个实施例的俯视图。图2展示图1所示的高电压发光二极管的实施例的打线焊盘区域、N-打线焊盘、 一个发光二极管单元的俯视图。图3展示图1所示的高电压发光二极管的实施例的打线焊盘区域、P-打线焊盘、 一个发光二极管单元的俯视图。图4展示图1所示的高电压发光二极管的实施例的两个相邻的发光二极管单元的俯视图。图如至图5d展示本实用新型的高电压发光二极管的发光二极管单元的不同形状的实施例的俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型实施例提出一种高电压发光二极管，下面通过实施例进行详细介绍。图1展示本实用新型的高电压发光二极管100的一个实施例的俯视图。高电压发光二极管100包括打线焊盘区域120，多个发光二极管单元11 la、11 lb、11 Ic。图1中共有15个发光二极管单元，没有一一用数字标记，只用数字llla、lllb、 Illc标记了三个发光二极管单元。打线焊盘区域120上形成钝化层(未在图中展示)，在钝化层上形成至少一个窗口，在窗口的底部，生长衬底暴露，N-打线焊盘101和P-打线焊盘102分别形成在窗口中暴露的生长衬底上。N-打线焊盘101、多个发光二极管单元和P-打线焊盘102被条形电极连接成电串联形式。图2展示图1所示的高电压发光二极管的实施例的打线焊盘区域、N-打线焊盘、 一个发光二极管单元的俯视图。N-打线焊盘101通过条形电极与发光二极管单元Illa电连接。条形电极包括两部分，第一部分10 通过钝化层上的窗口形成在发光二极管单元Illa的半导体外延层平台112上，即，与半导体外延层的N-类型限制层电连接。第二部分103a把N-打线焊盘 101与条形电极的第一部分10 连接，条形电极的第二部分103a比条形电极的第一部分 103b宽。条形电极104通过钝化层上的窗口形成在发光二极管单元Illa的半导体外延层的P-类型限制层上，并且，向邻近的发光二极管单元Illb延伸，与发光二极管单元Illb的半导体外延层的N-类型限制层电连接，使得发光二极管单元Illa和发光二极管单元Illb 形成电连接。一个实施例条形电极的第一部分10 与条形电极104互相平行。图3展示图1所示的高电压发光二极管的实施例的打线焊盘区域、P-打线焊盘、 一个发光二极管单元的俯视图。P-打线焊盘102通过条形电极与发光二极管单元Illz电连接。条形电极包括两部分，第一部分10 通过钝化层上的窗口形成在发光二极管单元Illz的P-类型限制层上，即，与半导体外延层的P-类型限制层电连接。第二部分10 把P-打线焊盘102与条形电极的第一部分10 连接，条形电极的第二部分10 比条形电极的第一部分10 宽。 条形电极106通过钝化层上的窗口形成在发光二极管单元Illz的半导体外延层平台上，并且，向邻近的发光二极管单元延伸，与邻近的发光二极管单元的半导体外延层的P-类型限制层电连接，使得发光二极管单元Illz和邻近的发光二极管单元形成电连接。一个实施例条形电极的第一部分10 与条形电极106互相平行。图4展示图1所示的高电压发光二极管的实施例的三个相邻的发光二极管单元的俯视图。三个相邻的发光二极管单元112a、112b、112c，发光二极管单元11 的半导体外延层的P-类型限制层上的条形电极107b向邻近的发光二极管单元112b延伸，并与它的半导体外延层平台(N-类型限制层)上的条形电极108连接。发光二极管单元112b的半导体外延层的P-类型限制层上的条形电极109b向邻近的发光二极管单元112c延伸，并与它的半导体外延层平台(N-类型限制层)上的条形电极IlOb连接。因此，三个相邻的发光二极管单元llh、112b、112c形成串联形式的电连接。图如至图5d展示本实用新型的高电压发光二极管的不同形状的发光二极管单元的实施例的俯视图。图fe展示本实用新型的高电压发光二极管的正三角形发光二极管单元。图恥展示本实用新型的高电压发光二极管的菱形发光二极管单元。图5c展示本实用新型的高电压发光二极管的圆形发光二极管单元。图5d展示本实用新型的高电压发光二极管的正六边形发光二极管单元注意，图1至图4中的发光二极管单元的俯视形状是正方形或矩形。一个发光二极管包括的多个发光二极管单元具有不同的俯视形状。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种高电压发光二极管，包括生长衬底、打线焊盘区域、至少两个发光二极管单元和连接电极；所述的打线焊盘区域包括N-打线焊盘和P-打线焊盘，所述的N-打线焊盘和所述的P-打线焊盘互相分离；所述的连接电极包括多个条形电极，所述的条形电极把所述的N-打线焊盘、多个所述的发光二极管单元和所述的P-打线焊盘形成串联形式的电连接； 所述的发光二极管单元包括依次形成在所述的生长衬底上的外延层、透明电极、钝化层；所述的外延层包括依次形成的N-类型限制层、活化层和P-类型限制层；所述的透明电极覆盖所述的P-类型限制层；其特征在于每个所述的发光二极管单元的所述的半导体外延层上形成至少一个半导体外延层平台，所述的半导体外延层平台的底面露出所述的N-类型限制层；所述的钝化层覆盖所述的打线焊盘区域、每个所述的发光二极管单元的所述的透明电极、所述的半导体外延层的侧面、所述的半导体外延层平台的侧面和底面和所述的发光二极管单元之间的生长衬底；所述的钝化层中包括多个窗口，所述的窗口包括N-窗口、P-窗口 ；每个所述的发光二极管单元的所述的半导体外延层平台底面的上方的所述的钝化层中形成至少一个所述的N-窗口，使得所述的N-窗口的底面露出所述的N-类型限制层；每个所述的发光二极管单元的所述透明电极的上方的所述的钝化层中形成至少一个所述的P-窗口，使得所述的 P-窗口的底面露出所述的透明电极；至少一个所述的窗口形成在所述的打线焊盘区域的上方的所述的钝化层中，使得所述的窗口的底面露出所述的生长衬底；所述的N-打线焊盘和P-打线焊盘通过所述的窗口分别形成在所述的打线焊盘区域的预定位置上；至少一个所述的发光二极管单元的所述的N-类型限制层通过至少一条形成在所述的 N-窗口中的所述的条形电极与所述的N-打线焊盘形成电连接；至少一个所述的发光二极管单元的所述的透明电极通过至少一条形成在所述的P-窗口中的所述的条形电极与所述的P-打线焊盘形成电连接。
2.根据权利要求1的高电压发光二极管，其特征在于所述的发光二极管单元的半导体外延层平台形成在所述的发光二极管单元的一侧或两侧或中间部分。
3.根据权利要求1的高电压发光二极管，其特征在于所述的发光二极管单元的P-窗口形成在所述的发光二极管单元的一侧或两侧或中间部分。
4.根据权利要求1的高电压发光二极管，其特征在于每个所述的发光二极管单元的形成在N-窗口中的条形电极与形成在P-窗口中的条形电极互相平行。
5.根据权利要求1的高电压发光二极管，其特征在于所述的条形电极的连接两个所述的发光二极管单元的部分的宽度大于所述的条形电极在N-窗口中和P-窗口中的部分的宽度。
6.根据权利要求1的高电压发光二极管，其特征在于还包括阵列形式排列的微结构，所述的微结构形成在所述的透明电极或所述的钝化层的表面上。
7.根据权利要求6的高电压发光二极管，其特征在于所述的微结构的形状为圆柱形、 圆锥形、棱锥形、半球形或球冠形。
8.根据权利要求1的高电压发光二极管，其特征在于所述的发光二极管单元的形状包括正方形或长方形或正三角形或菱形或正六边形或它们的组合。
专利摘要一种高电压发光二极管，包括依次形成在生长衬底上的外延层、透明电极和钝化层，以及连接电极。外延层包括依次形成的N-类型限制层、活化层和P-类型限制层；连接电极包括N-打线焊盘、P-打线焊盘和条形电极。透明电极覆盖P-类型限制层。刻蚀外延层直至生长衬底，形成至少两个发光二极管单元。每个发光二极管单元形成至少一个半导体外延层平台，外延层平台的底面露出N-类型限制层。在半导体外延层平台底面和透明电极上方的钝化层的预定位置形成多个窗口；条形电极通过窗口形成在一个发光二极管单元的N-类型限制层上，并与预定的邻近的发光二极管单元的P-类型限制层电连接。条形电极把N-打线焊盘、多个发光二极管单元和P-打线焊盘以串联的方式形成电连接。
文档编号H01L33/36GK201956354SQ201020657139
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者彭晖, 柯志杰, 郭文平, 闫春辉 申请人:亚威朗光电(中国)有限公司