一种高压倒装发光二极管和发光装置的制作方法

1.本技术涉及半导体相关技术领域，尤其涉及一种倒装发光二极管。


背景技术：

2.高压倒装发光二极管由于发光效率高、节能、环保、寿命长的特点，广泛应用于各个领域，例如照明、背光。
3.如图1所示，传统的高压倒装发光二极管包括衬底，以及衬底上的相邻的半导体发光单元（第一半导体层201、有源层202和第二半导体层203）、隔离槽1001、透明导电层400、第一接触电极500、第二接触电极510、桥接电极720以及用于对半导体发光单元、半导体发光单元上的透明导电层400、第一接触电极500、第二接触电极510、桥接电极720进行保护的绝缘反射层600、第一焊盘700和第二焊盘710，绝缘反射层通600常是由绝缘反射层形成。然而桥接电极720位于绝缘反射层600下，光从有源层202输出后直接到达桥接电极720，桥接电极720包括多层金属层，特别的是包括一些非反射性金属层例如底层具有一层黏附层， 通常是铬层，该层金属会吸光，导致光损失。
4.另外，为了保证桥接电极720在隔离槽1001底部和侧壁上覆盖连续性，传统的设计会将隔离槽1001做成至少局部加宽，或者控制侧壁的角度相对更小，从而导致半导体发光面积减小，导致亮度损失。


技术实现要素：

5.本技术的一个目的在于提供一种改进的高压的倒装发光二极管，相对于传统的高压的倒装发光二极管，可以一定程度降低桥接电极吸光的损失，提升亮度。
6.本技术的另外一个目的在于提供一种改进的高压的倒装发光二极管，可以一定程度促进电流均匀分散、降低传统结构的金属电极吸光的损失。
7.本技术的另外一个目的在于提供一种焊盘焊接可靠性更高的高压的倒装发光二极管。
8.本发明一方面提供一种倒装发光二极管，其包括：至少两个半导体发光单元；绝缘反射层位于所述两个半导体发光单元的上方以及侧壁周围，具有多个通孔；桥接电极位于绝缘反射层上，并且通过所述的绝缘反射层的通孔电性连接相邻两个发光单元。
9.本发明第二方面提供一种倒装发光二极管，其包括：半导体发光单元，为至少两个，半导体发光单元包括自下而上的第一半导体层、发光层和第二半导体层；绝缘层位于所述两个半导体发光单元的上方以及侧壁周围，具有多个通孔；桥接电极，电性连接相邻两个半导体发光单元；第二接触电极，位于至少一个半导体发光单元的第二半导体层上；
第二焊盘位于绝缘层上，通过绝缘层上的通孔电接触第二接触电极;第二接触电极包括分散的多块。
10.本发明的第三方面提供一种倒装发光二极管，其包括：半导体发光单元，为至少两个，半导体发光单元包括自下而上的第一半导体层、发光层和第二半导体层，相邻的两个半导体发光单元之间有隔离槽；绝缘层位于所述两个半导体发光单元的上方以及侧壁周围，具有通孔；桥接电极，电性连接相邻两个半导体发光单元，其中一个半导体发光单元具有凹孔，凹孔的底部位于第一半导体层上；第一接触电极，位于凹孔内的底部上；第一焊盘位于绝缘层上，通过绝缘层具有的通孔连接所述的第一接触电极。
附图说明
11.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
12.图1是传统的高压倒装发光二极管的平面结构示意图；图2是本发明实施例一的高压倒装发光二极管的平面结构示意图；图3是本发明实施例一的高压倒装发光二极管的剖面结构示意图；图4是本发明实施例二的高压倒装发光二极管的平面结构示意图；图5-6是本发明实施例三的高压倒装发光二极管的平面结构示意图；图7是本发明实施例三的高压倒装发光二极管的平面结构示意图；图示说明100衬底；1001隔离槽；200半导体堆叠层；210半导体发光单元；201第一半导体层，201a半导体发光单元的凹孔结构；202有源层；203第二半导体层；300电流阻挡层；400透明导电层；500第一接触电极；501第一通孔；502第二通孔；510、510a、510b、510c第二接触电极；510c1第二接触电极的延伸部；520桥接电极；600绝缘反射层；600a绝缘反射层的通孔；700第一焊盘；710第二焊盘；720桥接电极。
具体实施方式
13.以下通过特定的具体实施例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本技术中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。
14.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”和“右”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
15.实施例一根据本技术的一个方面，提供一种高压倒装发光二极管，其将桥接金属电极上移至绝缘反射层之上，相对于传统的结构，可以一定程度降低桥接电极因为吸光导致的光损失，提升亮度。
16.本发明提供的一种高压倒装发光二极管，具体的，包括：至少两个半导体发光单元；绝缘反射层位于所述两个半导体发光单元的上方以及侧壁周围，具有多个通孔；桥接电极位于绝缘反射层上，并且通过所述的绝缘反射层的通孔电性连接相邻两个发光单元。
17.绝缘反射层覆盖住半导体发光单元的上表面和侧壁、以及半导体发光单元之间的隔离槽。将桥接金属电极上移至绝缘反射层之上，可以一定程度桥接金属吸光的损失，提升亮度。
18.下面以高压倒装发光二极管的具体实施结构为例进行说明：本技术提供的一种高压倒装发光二极管，图2为该倒装发光二极管的平面结构示意图，图3为该倒装发光二极管的剖面示意图。
19.该高压倒装发光二极管包括衬底100、形成在衬底100上的至少两个半导体发光单元210、绝缘反射层600、桥接电极720和电性不同的两个焊盘：第一焊盘700和第二焊盘710。
20.衬底100是透明衬底，例如，蓝宝石衬底。衬底100的上表面可以具备蓝宝石图形，或者衬底100的上表面可以具备异质材料的图形，例如氧化硅。上述图形的高度可以是1～3μm，宽度可以是1～4μm。衬底100还包括上表面、下表面以及侧面，有源层202辐射的光可从衬底100的侧面和上表面辐射出光。衬底100的厚度优选为60μm以上，例如80μm、120μm、150μm或者250μm。
21.衬底100上至少两个半导体发光单元210，半导体发光单元210按照预设方向排列且间隔布置，相邻半导体发光单元210之间电性连接。
22.半导体发光单元210包括半导体堆叠层，均包括有第一半导体层201、有源层202和第二半导体层203；第一半导体层201为n型半导体层，有源层202为多层量子阱层，其可提供蓝光、绿光或者红光的辐射，也可以提供紫外或者红外的辐射，第二半导体层203为p型半导体层。n型半导体层、多层量子阱层、p型半导体层仅是半导体堆叠层的基本构成单元，在此基础上，半导体堆叠层还可以包括其他对倒装发光二极管的性能具有优化作用的半导体的功能结构层。半导体发光单元210的厚度为3～10μm。
23.绝缘反射层600覆盖半导体发光单元210的上表面和侧壁、以及相邻半导体发光单元210之间的隔离槽1001。
24.隔离槽1001的底部位于透明衬底的表面上，每一个半导体发光单元包括相对的底面和顶面，底面接触透明衬底的表面，相邻的两个半导体发光单元中一个的一面侧壁位于所述的隔离槽1001内。
25.绝缘反射层600包括但不限于是分布式布拉格反射镜层，本实施例中，该绝缘反射层600的材料为sio2、tio2、zno2、zro2、cu2o3等不同材料中的两种，其具体为采用诸如电子束蒸镀或者离子束溅射等技术使两种材料以交替层叠成多层的方式所制成的分布式布拉格反射镜层，例如所述绝缘反射层为sio2、tio2两种材料的重复对叠层，堆叠厚度为1~6微米，对数为10~30对。
26.绝缘反射层600具有对半导体发光堆叠层辐射的光具有较高的反射性，绝缘反射层600至少在小角度范围内的光反射率高于桥接电极720的反射率，例如至少对小角度范围，例如0~20
°
范围的光具有至少90%以上的反射率。
27.绝缘反射层600对半导体发光单元210的半导体层以及其它的电性连接层具有绝缘保护作用，防止水汽进入半导体发光单元的内部。
28.桥接电极720位于绝缘反射层600上，并且通过所述的绝缘反射层的通孔电性连接相邻两个半导体发光单元。
29.电性不同的两个焊盘，位于绝缘反射层600上，并且分别通过绝缘反射层的通孔600a电性连接两个半导体发光单元。
30.具体的，第一焊盘700、第二焊盘710、桥接电极720均位于绝缘反射层600上，并且所述的第一焊盘700、第二焊盘710下方和桥接金属720下方的绝缘反射层600有通孔600a，第一焊盘700、第二焊盘710下方和桥接金属720下方分别穿过绝缘反射层600的通孔600a，从而实现第一焊盘700、第二焊盘710并均穿过绝缘反射层600与半导体发光单元210电性连接，桥接电极720穿过绝缘反射层600将相邻的两个半导体发光单元串联连接来。
31.如图3所示，第一焊盘700穿过其下方的绝缘反射层600的通孔600a电连接右侧的半导体发光单元210，第二焊盘710穿过绝缘反射层600的通孔600a电连接左侧的半导体发光单元210。
32.桥接电极720穿过其下方的绝缘反射层600的通孔600a电性连接左侧和右侧的半导体发光单元，实现桥接作用。
33.在每一个半导体发光单元210上都有一个局部缺陷区域，例如通过局部去除第二半导体层203和有源层202 以露出第一半导体层201的台面结构，如图3所示，所述的左侧和右侧的半导体发光单元均有露出的第一半导体层201，第一半导体层201上有形成第一接触电极500，所述的左侧和右侧的半导体发光单元的第二半导体层201上均形成了透明导电层204，并且在所述的左侧和右侧的半导体发光单元210的透明导电层204上形成第二接触电极510。
34.桥接电极720同时位于相邻两个半导体发光单元210上方，并且桥接电极720具有两端，两端分别穿过其下方的绝缘反射层600的通孔600a，以分别电性连接所述的右侧和左侧的半导体发光单元210的第二接触电极510和第一接触电极500。
35.当倒装发光二极管被安装到应用基板上时，第一焊盘700和第二焊盘710可通过回流焊工艺或者热压等工艺实现与应用基板上的电极连接。第一焊盘700、第二焊盘710与应用基板上的电极之间可以通过含锡成分的连接层连接，含锡的连接层原材料可以是锡膏。可替代性的，第一焊盘700或者第二焊盘710上可设置有含锡连接层，进而避免锡膏的使用。
36.如图2所示，在绝缘反射层600上，桥接电极720位于第一焊盘700和第二焊盘710之间，并且桥接电极720与第一焊盘700和第二焊盘710之间都保持了一定的距离。由此，防止锡膏接触桥接电极720导致桥接电极720与第一焊盘700和第二焊盘710短路。
37.优选的，相邻的半导体发光单元之间用于电性连接的桥接电极720为一块或者多块，更优选的，桥接电极720可避开中心区域设置。如图2所示，如果半导体发光单元为两个，相邻的半导体发光单元之间的桥接电极720为两块。以图2的平面图为例，所述的高压倒装发光二极管为矩形，以一条虚拟的中心线a-a’为基准，中心线平行于高压倒装发光二极管
的两相对的边，并且垂直于隔离槽1001的方向延伸。两块桥接电极720分布在中心线的两侧，并且桥接电极距离中心线的距离相等。桥接电极为两块，增加电性连接的线路，降低电压，并且相邻的半导体发光单元之间，两块桥接电极720分别位于中心线的两侧，保持一定的距离，例如至少30微米，由此可以避开相邻的半导体发光单元之间的隔离槽1001的中心区域，其中的中心区域为转移发光二极管时，顶针的作用区域，由此防止顶针作用在桥接电极720上，导致其变形，影响其电性。
38.透明导电层204，包括但不限于是氧化铟锡层、氧化铟层、掺杂铝的氧化铟锡层、或者掺杂铝的氧化铟层。
39.第一接触电极500和第二接触电极510可由下至上包括黏附层、反射层、阻挡层和金层和阻挡层，其中，黏附层为钛层或者铬层；反射层为铝层；金层下方和上方的阻挡层为钛层，或者钛层与铂层组合或者钛层与铂层的重复叠层。
40.第一焊盘700、第二焊盘710和桥接电极720可以采用同样的金属叠层以及同一个制作工艺步骤，并且所述的第一焊盘700、第二焊盘710和桥接电极720均可由下至上包括黏附层、反射层、阻挡层和金层。其中，黏附层用于黏附所述的绝缘反射层，为钛层或者铬层；反射层为铝层，增强光的提取；阻挡层为钛层、镍层或者铂层，上述的阻挡层可用于阻挡锡渗入至倒装发光二极管的内部，所述的锡来自于倒装发光二极管固定在封装基板上时所用的锡膏中的锡元素。较佳地，第一焊盘700和第二焊盘710还可以包括位于金层上的厚锡层。
41.优选的，第一接触电极500和第二接触电极510根据电流扩展的需要设置，形状可以包括条状和或圆块状。
42.每一个半导体发光单元的第二接触电极510正下方以及透明导电层204下方还可以有局部设置的电流阻挡层300，用于阻挡第二接触电极510与第二半导体层203之间的垂直纵向电流传输、促进横向电流传输。
43.电流阻挡层300的材料可以是氧化硅单层。并且电流阻挡层300可以仅局部设置在第二焊盘700下方。当然电流阻挡层300并不是必须的设置。
44.本发明通过将桥接金属电极上移至绝缘反射层之上，可以一定程度降低传统结构的桥接电极导致的光损失，提升亮度。
45.实施例二在实施例一的基础上，本实施例提出变形设计或者改进，如图4所示，与实施例一不同的是，右侧的半导体发光元件，包括一个凹孔结构201a，即从第二半导体层203表面开始向下延伸露出的第一半导体层201的区域为一个凹孔结构201a，所述的凹孔结构201a的底部的区域没有位于所述的第一半导体层201整层的边缘，凹孔结构具有四周环绕的侧壁，由此第一接触电极500形成于凹孔结构201a的底部。第一焊盘700通过绝缘反射层600的通孔600a接触所述的凹孔结构201a的底部连接所述的第一接触电极500。
46.所述的凹孔结构201a内的第一接触电极500完全位于第一焊盘700下方。所述的第一焊盘700的边缘均位于第二半导体层203上方。
47.较佳的，所述的凹孔结构201a的边缘与第一焊盘的边缘之间的最短水平距离至少为4微米，以保证第一焊盘700的边缘在绝缘反射层600上的平整覆盖性。
48.凹孔结构201a的形状跟第一接触电极500的形状大致相同，第一接触电极500可以包括圆形和或条状的部分。
49.由此可以实现第一焊盘700的边缘均位于第二半导体层203的上方，第一焊盘700的边缘平整，防止第一焊盘700的边缘覆盖在不平整的结构上方例如台面上方，尤其是，第一接触电极500为条状，凹孔结构201a为条状的情况下，导致的第一焊盘700在绝缘反射层600的附着性不牢固，第一焊盘700容易脱落的问题。
50.实施例三在实施例一、二的基础上，本实施例提出变形设计或者改进；提出一种倒装发光二极管，其包括：半导体发光单元，为至少两个，半导体发光单元包括自下而上的第一半导体层、发光层和第二半导体层；绝缘层位于所述两个半导体发光单元的上方以及侧壁周围，具有多个通孔；桥接电极，电性连接相邻两个半导体发光单元；第二接触电极，位于至少一个半导体发光单元的第二半导体层上；第二焊盘位于绝缘层上，通过绝缘层上的通孔电接触第二接触电极;第二接触电极包括分散的多块。
51.具体的，如图5所示，与实施例一、二不同的是，左侧的半导体发光元件的第二接触电极510，其中第二接触电极510分为多块，分散在第二半导体层203上，相较于如图3所示的第二接触电极510为一个块状，可以进一步保证电流均匀分散；另外也可以降低第二接触电极510的延伸部的长度或者覆盖面积；进一步的，第二接触电极510的多块均分布在第二焊盘710下方，可以避免传统的第二接触电极510为一个块的延伸部过长，超出了第二焊盘710的覆盖面积，影响第二焊盘710边缘的覆盖性。
52.如图5所示，以中心线b-b’（中心线b-b’为垂直于隔离槽1001的延伸方向的虚拟线）为基准，第二接触电极510的多块，多块组合形成的图形关于中心线b-b’轴对称，中心线两侧b-b’的桥接电极720的图形也关于中心线b-b’呈轴对称，由此第二接触电极510的多个块状部分的组合与桥接电极720分布在中心线b-b’两侧的设计，相互配合实现电流的均匀扩散。
53.第二接触电极510的多块的形状可以是一致的，例如都是圆形块状，如图5所示，每一块没有条状的延伸部；第二接触电极510的多块的形状可以是不一致，例如其中部分数量的块状是圆形没有条状部分，其中部分数量的块状还包括条状部分。如图6所示，第二接触电极510、510a、510b、510c其中一个块状的形状为包括条状的延伸部510c1部分并且位于中心线b-b’上，其余的块状为圆形并且分布在中心线b-b’左右两侧。其中条状的延伸部510c1平行且位于中心线b-b’上，可以替代性的设置，所述的条状的延伸部510c1垂直于中心线b-b’上。
54.优选的，第二接触电极510的多块均分散在第二焊盘710的下方，由此保证第二焊盘710的边缘平整的覆盖在绝缘反射层上。
55.实施例四作为实施例二或者实施例三的变形设计或者改进，为了提升发光面积，提升亮度，本实施例进一步提出，每一个半导体发光单元包括底面、顶面以及侧壁，至少一个半导体发光单元的至少一面侧壁连接所述半导体发光单元的底面到顶面，并且所述的一面侧壁为连续的从底面到顶面延伸，具体的，所述半导体发光单元包括位于隔离槽1001内的侧壁，以及不位于隔离槽1001内的其它侧壁，至少一面所述的侧壁为连续的从第一半导体层延伸至第二半导体层顶面。
56.至少部分取消侧壁设置呈台阶状，由此可以提升发光面积，提升亮度。
57.较佳的，每一个半导体发光单元的至少一面侧壁连接所述半导体发光单元的底面到顶面，所述的一面侧壁为连续的从底部面到顶面延伸。
58.如图7所示，每一个半导体发光单元为矩形，包括四个边。左侧的一个半导体发光单元，除了一条边上有台面，露出了第一半导体层201，用于设置第一接触电极510，这条边相邻的侧壁为不连续的，其余的边上相邻的侧壁都是连续的，从半导体发光单元的底面延伸至第二半导体层203的顶面。
59.所述的右侧的半导体发光单元的四个边上相邻的侧壁都是连续的从第一半导体层201的底面延伸至第二半导体层203顶面。从垂直于隔离槽1001的延伸方向的纵向剖面图看，所述的侧壁呈直线状或者弧形状。
60.从垂直于隔离槽1001的延伸方向的纵向剖面图看，所述的连续的侧壁与顶面之间的夹角为120~140
°
，有利于侧壁出光，并且可以提升发光面积，提升亮度。在隔离槽内的至少一面的侧壁如果是连续的且与顶面之间的夹角为120~140
°
，不需要考虑桥接金属的覆盖连续性。
61.根据本技术的一个方面，提供一种发光装置，该发光装置可以是照明用装置、背光装置、显示装置，例如灯具、电视、手机、面板，或者可以是rgb显示屏。发光装置包括上述实施例中的倒装发光二极管，上述倒装发光二极管以数百颗或者数千颗或者数万颗的数量集成式的安装在应用基板或者封装基板上，形成发光光源部分。
62.以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本技术的保护范围。