一种正装发光二极管芯片的制作方法

本实用新型涉及半导体相关技术领域，尤其涉及一种正装发光二极管芯片。

背景技术：

发光二极管芯片具有寿命长、功耗低的优点，随着技术的日渐成熟，发光二极管芯片在很多领域均得到广泛的应用。现有的发光二极管芯片一般包含一基板、第一导电类型半导体层、活性层及第二导电类型半导体层、以及分别形成于第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层上的第一电极和第二电极，透明导电层覆盖在第一导电类型半导体层上。目前常见的正装发光二极管芯片的第一电极包括第一电极焊盘和第一电极扩展条两部分，第一电极焊盘的下表面至少边缘接触透明导电层，同时第一电极焊盘下表面的透明导电层的下方具有电流阻挡层，电流阻挡层通常会超出第一电极焊盘下表面接触的透明导电层的覆盖面积，以阻挡第一电极焊盘的下表面边缘与第一导电类型半导体层之间的具有竖直方向的电流传输。

但是现有的这种正装发光二极管芯片结构容易导致一些问题，例如，第一电极焊盘在透明导电层上和电流阻挡层上的粘附力均低，在后续封装过程中，容易出现打线不稳或电极容易受到外力发生脱落的风险。另外，如果电流阻挡层超出第一电极焊盘的覆盖区域，对第一电极焊盘的表面覆盖的保护层进行开口制作时，所用到的蚀刻溶液会容易通过第一电极焊盘的周围渗透透明导电层至电流阻挡层，并导致电流阻挡层被蚀刻破坏，芯片的可靠性降低。

技术实现要素：

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型提供了一种改进型的正装发光二极管芯片：包括半导体发光序列堆叠层，半导体发光序列堆叠层包括第二导电类型半导体层、发光层和第一导电类型半导体层，透明导电层覆盖在第一导电类型半导体层的表面；透明导电层开设第一开口，第一开口内设置有至少一个第一电流阻挡层，第一电流阻挡层覆盖在第一开口所暴露的第一导电类型半导体层上，且第一电流阻挡层完全容纳在第一开口内；第一电流阻挡层与透明导电层之间未相互重叠，且具有一定宽度的第一间隙；第一电流阻挡层上设置有第一电极焊盘，第一电极焊盘具有第一表面完全覆盖第一电流阻挡层并且覆盖第一电流阻挡层周围的第一间隙以接触第一导电类型半导体层。

可选地，该正装发光二极管芯片还设置有保护层，保护层覆盖至少部分第一电极焊盘、透明导电层、第一间隙和半导体发光序列堆叠层。

可选地，第一电极焊盘的直径小于或等于第一开口的直径。

可选地，第一电流阻挡层为一块状或多个块状。

可选地，当第一电流阻挡层为一块状时，块状包括环形镂空的块状或实心的块状。

可选地，实心的块状包括月牙形、扇形、圆形、水滴形或多边形。

可选地，当第一电流阻挡层为多个块状时，第一电流阻挡层为多个弧形、扇形、圆形或多边型的块状。

可选地，当第一电流阻挡层为多个块状时，相邻的第一电流阻挡层的块状之间留有第二间隙，第一电极焊盘填充第二间隙并通过第二间隙直接接触第一导电类型半导体层。

可选地，第一电极焊盘的边缘还连接有至少一个第一电极扩展条。

可选地，第一电极扩展条与第一电极焊盘连接并延伸至透明导电层的上方，且与透明导电层接触。

可选地，第一电极扩展条下方的透明导电层的下方设置有至少一个第二电流阻挡层。

可选地，第一电极扩展条下方设置有至少一个第二电流阻挡层，且第二电流阻挡层位于第一电极扩展条与透明导电层之间。

可选地，当第二电流阻挡层为多个时，相邻的第二电流阻挡层之间留有第三间隙。

本实用新型提供了一种改进型的正装发光二极管芯片，具有以下有益效果：

(1)第一电流阻挡层完全内缩至第一电极焊盘的下方，使第一电极焊盘的第一表面边缘部分直接接触第一导电类型半导体层，增强第一电极焊盘的附着力，并且在后续封装打线时，由于金属的延展性，第一电极焊盘的边缘部分可有效缓冲打线作用力，同时减小剪切力，降低打线时第一电流阻挡层受打线力破裂而破坏第一电极焊盘附着力所导致的第一电极焊盘掉落的风险；当第一电流阻挡层为多个分离的块状时，可进一步降低第一电极焊盘附着力被破坏而导致第一电极焊盘掉落的风险；

(2)第一电极焊盘与透明导电层在横向和纵向上均无接触，降低了在后续封装过程中由于透明导电层与第一电极焊盘之间的附着力弱导致打线不稳的风险，提高了该芯片的可靠性；

(3)第一电极焊盘周围附近无透明导电层作为欧姆接触，使第一电极焊盘周围附近纵向和横向电流扩展减弱，提升第一电极扩展条和透明导电层的电流扩展效率，促进电流向第一电极焊盘以外的其它区域扩散分布，提升亮度；

(4)当对第一电极焊盘的远离第一电流阻挡层的第二表面覆盖的保护层进行蚀刻以形成开口时，可以有效的避免蚀刻液扩散至第一电极焊盘下方的第一电流阻挡层，避免蚀刻液对第一电流阻挡层进行蚀刻；所述的开口用于外部打线在第一电极焊盘的第二表面上。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的一种正装发光二极管芯片的结构示意图(未示出保护层)；

图2是图1的a-a'截面图；

图3是图1的b区域的放大图；

图4～图6是图3的可变化形式的结构示意图；

图7是本实用新型实施例二的一种正装发光二极管芯片的结构示意图(未示出保护层)；

图8是图7的a-a'截面图；

图9是图7的b区域的放大图；

图10～图12是图7的可变化形式的结构示意图；

图13是本实用新型实施例三的一种正装发光二极管芯片的结构示意图(未示出保护层)；

图14是本实用新型实施例四的一种正装发光二极管芯片的结构示意图(未示出保护层)。

图示说明：

1、衬底2、第二导电类型半导体层

3、发光层4、第一导电类型半导体层

5、透明导电层6、第一开口

7、第一电流阻挡层8、保护层

9、第一电极焊盘10、第一电极扩展条

11、第二电流阻挡层12、第一间隙

13、第二间隙14、第二开口

15、第二电极焊盘16、第二电极扩展条

17、第三电流阻挡层

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型具体实施方式的技术方案作进一步详细说明，这些实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上方”、“下方”“横向”和“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“多个”为两个或两个以上。

实施例一

如图1～图3所示，本实用新型实施例提供了一种正装发光二极管芯片，包括衬底1和半导体发光序列堆叠层，半导体发光序列堆叠层包括第二导电类型半导体层2、发光层3和第一导电类型半导体层4，透明导电层5覆盖在第一导电类型半导体层4的表面，透明导电层5开设第一开口6，第一开口6内设置有一个第一电流阻挡层7，第一电流阻挡层7覆盖在第一开口6所暴露的第一导电类型半导体层4上，且第一电流阻挡层7完全容纳在第一开口6内；第一电流阻挡层7与透明导电层5之间未相互重叠，且具有一定宽度的第一间隙12；第一电流阻挡层7上设置有第一电极焊盘9，第一电极焊盘9与第一电流阻挡层7相接的第一表面完全覆盖第一电流阻挡层7并且覆盖第一电流阻挡层7周围的第一间隙12以接触第一导电类型半导体层4。

该正装发光二极管芯片还设置有保护层8，该保护层8覆盖至少部分第一电极焊盘9、透明导电层5和半导体发光序列堆叠层，即覆盖第二导电类型半导体层2、发光层3以及第一导电类型半导体层4的侧壁。该保护层8在第一电极焊盘9远离第一电流阻挡层7的第二表面设置有第二开口14，第二开口14暴露第一电极焊盘9，第二开口14可设置于第一电极焊盘9远离第一电流阻挡层7的第二表面的居中位置，且第二开口14的直径小于第一电极焊盘9的直径。保护层8可以保护第一电极焊盘9、第二电极焊盘15、第一导电类型半导体层4及第二导电类型半导体层2不被水汽侵入，降低了漏电和老化的风险。保护层8可包括二氧化硅或氮化硅等绝缘介质层材料制成，并且优选具有透光性好的材料。在本实施例中，其中保护层8围绕第一电极焊盘9的侧壁并覆盖部分第一间隙12。

进一步地来说，第一开口6可设置于透明导电层5的居中位置，第一开口6暴露第一导电类型半导体层4。第一电极焊盘9的直径小于或等于第一开口6的直径；第一电流阻挡层7的直径小于第一开口6的直径。第一电极焊盘9的直径大于第一电流阻挡层7的直径，且第一电极焊盘9的高度大于第一电流阻挡层7的高度，第一电流阻挡层7完全内缩至第一电极焊盘9的下方，则第一电流阻挡层7与第一电极焊盘9的第一表面的接触面积减小，第一电极焊盘9的第一表面的边缘部分直接接触第一导电类型半导体层4，增强第一电极焊盘9的附着力。在后续封装过程中，打线时，由于金属的延展性，第一电极焊盘9的边缘部分可有效缓冲打线作用力，同时减小剪切力，降低打线时第一电流阻挡层7受打线力破裂而破坏第一电极焊盘9附着力所导致的第一电极焊盘9掉落的风险，另外，当对第一电极焊盘9的远离第一电流阻挡层7的第二表面覆盖的保护层8进行蚀刻工艺以形成开口时，可以有效的避免蚀刻液扩散至第一电极焊盘9下方的第一电流阻挡层7，避免蚀刻液对第一电流阻挡层7进行蚀刻。同时，第一电极焊盘9与透明导电层5在横向和纵向上均无接触，降低了在后续封装过程中由于透明导电层5与第一电极焊盘9之间的附着力弱导致打线不稳的风险，提高了该芯片的可靠性。

进一步地来说，第一电极焊盘9的边缘还连接有至少一个第一电极扩展条10，第一电极扩展条10与第一电极焊盘9连接并延伸至透明导电层5上方，且与透明导电层5接触。当第一电极扩展条10为多个时，第一电极扩展条10为均匀分布的条状。由于第一电极焊盘9周围附近无透明导电层5作为欧姆接触，使第一电极焊盘9周围附近纵向和横向电流扩展减弱，提升第一电极扩展条10和透明导电层5的电流扩展效率，促进电流向第一电极焊盘9以外的其它区域扩散分布，从而提升了亮度。

进一步地来说，该正装发光二极管芯片还包括第二电极焊盘15和凹槽，该凹槽自第一导电类型半导体层4倾斜延伸至第二导电类型半导体层2的表面或内部，即该凹槽暴露第二导电类型半导体层2的表面或内部。第二电极焊盘15设置于该凹槽所暴露的第二导电类型半导体层2上，第二电极焊盘15下方还设置有至少一个第三电流阻挡层17，第三电流阻挡层17主要用于阻挡电流集中在第二电极焊盘15下方，并起到增强反射的作用。第二电极焊盘15的边缘还连接有至少一个第二电极扩展条16，第二电极扩展条16与第二电极焊盘15连接并延伸至第一导电类型半导体层4的倾斜侧壁上。当第二电极扩展条16为多个时，第二电极扩展条16为均匀分布的条状。

进一步地来说，第一电流阻挡层7为一块状，如图3～图6所示，第一电流阻挡层7可为环形镂空的块状或实心的块状，其中实心的块状包括圆形(图3)、水滴形(图4)、多边形(图5)、月牙形(图中未示出)、扇形(图中未示出)等等，或者第一电流阻挡7也可以为中间镂空的环形块状(图6)。

第三电流阻挡层17的结构与第一电流阻挡层7的结构相同。第一电流阻挡层7和第三电流阻挡层17的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛或氧化铝等透明绝缘材料。第一电流阻挡层7和第三电流阻挡层17的结构可以是单层、多层或是重复交叠的多层结构，例如分布布拉格反射层。可选地，第一电流阻挡层7和第三电流阻挡层17为二氧化硅层，第一电流阻挡层7和第三电流阻挡层17的厚度范围为

进一步地来说，第一电极焊盘9、第二电极焊盘15、第一电极扩展条10和第二电极扩展条16的材料选自金、银、铜、铝、铬、镍、钛和铂上述材料的至少一种，或选自上述材料的合金或叠层的至少一种。

进一步地来说，透明导电层5的材料一般选择具有透明性质的导电材料，包括金、镍等薄金属或选自锌、铟、锡等金属的氧化物，可选地，透明导电层5为氧化铟锡。

进一步地来说，第一导电类型半导体层4和第二导电类型半导体层2为包覆层或局限层，具有不同的导电型态、电性、极性或用于提供电子或空穴的掺杂元素。在本实施例中，第一导电类型半导体层4可包括p型半导体层，p型半导体层包括掺杂镁的氮化镓层；第二导电类型半导体层2可包括n型半导体层，n型半导体层2包括掺杂硅的氮化镓层。发光层3可以是单异质结构、双异质结构、双面异质结构或多层量子肼，发光层3的材料可以是i型、p型或n型半导体。本实施例中，发光层3可包括多层量子肼层。

进一步地来说，衬底1包括蓝宝石图形化衬底、蓝宝石衬底、氮化镓衬底、氮化铝衬底、碳化硅衬底和硅衬底等，可选地，衬底1为蓝宝石图形化衬底。

第一电流阻挡层7的分布形式并不仅限于上述所描述的内容，在其基础上所作出的适应性改变也属于本实用新型所保护的范围。

实施例二

本实施例与实施例一具有多个相同的特征，本实施例与实施例一的区别在于第一开口6内设置有多个第一电流阻挡层7。在这里，对于相同的特征就不再一一叙述，仅对区别进行叙述。

如图7～图9所示，本实用新型实施例提供了一种正装发光二极管芯片，第一开口6内设置有多个第一电流阻挡层7，第一电流阻挡层7可为分散的2个圆形块状，第一电流阻挡层7之间留有第二间隙13，第二间隙13暴露第一导电类型半导体层4。第一电极焊盘9与第一电流阻挡层7相接的第一表面完全覆盖第一电流阻挡层7并且覆盖第一电流阻挡层7周围的第一间隙12、第二间隙13以接触第一导电类型半导体层4。多个分离的第一电流阻挡层7可缓冲打线力，进一步降低第一电流阻挡层7受打线力破裂而破坏第一电极焊盘9附着力从而导致第一电极焊盘9掉落的风险，进一步提高了该正装发光二极管芯片的可靠性。

作为替代的实施方式，第一电流阻挡层7也可以是多个分散的多个弧形、扇形或多边型的块状，所述的多个为至少两个。如图10所示，第一开口6的中心为直径较大的圆形的第一电流阻挡层7，其他多个弧形的第一电流阻挡层7以该直径较大的圆形的第一电流阻挡层7为中心分散设置在其周围。如图11所示，第一开口6的中心为直径较大的圆形的第一电流阻挡层7，其他多个圆形的第一电流阻挡层7以该直径较大的圆形的第一电流阻挡层7为中心分散设置在其周围。如图12所示，当第一电流阻挡层7为扇形形状时，多个第一电流阻挡层7对称地分散在第一开口6内。

第一电流阻挡层7的分布形式并不仅限于上述所描述的内容，在其基础上所作出的适应性改变也属于本实用新型所保护的范围。

实施例三

本实施例与实施例一和实施例二有多个相同的特征，本实施例与实施例一和实施例二的区别在于第一电极扩展条10下方的透明导电层5的下方设置有第二电流阻挡层11。在这里，对于相同的特征就不再一一叙述，仅对区别进行叙述。

如图13所示，本实用新型提供了一种正装发光二极管芯片，第一电极扩展条10下方的透明导电层5的下方还设置有至少一个第二电流阻挡层11，第二电流阻挡层11位于透明导电层5和第一导电类型半导体层4之间，第二电流阻挡层11用于阻挡电流在垂直方向的传输，促进电流的横向扩展；第二电流阻挡层11与第一电流阻挡层7之间不连续；当第二电流阻挡层11为多个时，第二电流阻挡层11之间留有第三间隙(图中未示出)，透明导电层5填充第三间隙并通过第三间隙与第一导电类型半导体层4接触。

第二电流阻挡层11的结构和材料与第一、第三电流阻挡层的结构和材料相同，这里就不再一一叙述。

实施例四

本实施例与实施例三具有多个相同的特征，本实施例与实施例三的区别在于第二电流阻挡层11的位置不同。在这里，对于相同的特征就不再一一叙述，仅对区别进行叙述。

如图14所示，本实用新型提供了一种正装发光二极管芯片，第一电极扩展条10下方还设置有至少一个第二电流阻挡层11，第二电流阻挡层11位于第一电极扩展条10和第一导电类型半导体层4之间；第二电流阻挡层11与电极扩展条直接接触，可以提升光亮度；第二电流阻挡层11与第一电流阻挡层7之间不连续。当第二电流阻挡层11为多个时，第二电流阻挡层11之间留有第三间隙(图中未示出)。

实施例五

本实施例与上述的实施例具有多个相同的特征，本实施例与上述实施例的区别在于第二电极扩展条16的下方设置有第四电流阻挡层(图中未示出)，在这里，对于相同的特征就不再一一叙述，仅对区别进行叙述。

本实用新型提供了一种正装发光二极管芯片，第二电极扩展条16下方还设置有第四电流阻挡层，第四电流阻挡层位于第二电极扩展条16与凹槽之间；第四电流阻挡层自第一导电类型半导体层延伸至第二导电类型半导体层，且第四电流阻挡层覆盖至发光层3的侧壁，起到绝缘的作用。

第四电流阻挡层的结构和材料与第一、第二和第三电流阻挡层的结构和材料相同，在这里就不详细叙述。

衬底、第一导电类型半导体层、发光层、第二导电类型半导体层、透明导电层、第一电流阻挡层、第二电流阻挡层、第三电流阻挡层、第四电流阻挡层和保护层的种类可以根据实际需求去改变，并不仅限于本实用新型所描述的种类。

在本实用新型的基础上所作出的相应的改变也属于本实用新型所保护的范围，例如，在衬底和第二导电类型半导体层之间设置有缓冲层。

以上所述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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。