一种倒装高压发光二极管芯片的制作方法

文档序号:32723592发布日期:2022-12-28 04:38阅读:45来源:国知局
一种倒装高压发光二极管芯片的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域,尤其是涉及一种倒装高压发光二极管芯片。


背景技术:

2.发光二极管(简称led)是一种常用的发光器件,具有低电压、低功耗、体积小、寿命长等优点,广泛应用于照明和显示等领域。
3.现阶段中,用于发光二极管分选和固晶用的顶针基本以正装芯片为标准,正装芯片在分选和固晶时,正装高压发光二极管芯片被顶针顶起,其被顶起面为蓝宝石衬底,且厚度一般超过100um,与正装高压发光二极管芯片的发光层之间的距离也超过100um。
4.但随着倒装芯片的兴起和广泛应用,出现了在使用顶针顶起倒装高压发光二极管芯片的过程中,倒装高压发光二极管芯片屡被顶伤的问题。原因是倒装高压发光二极管芯片被顶起的部分不再直接接触蓝宝石衬底,顶针接触面距离倒装高压发光二极管芯片的发光层不到5um,并且这不到5um的距离还涉及到很多层,其硬度更无法与蓝宝石相比,所以在使用顶针顶起倒装高压发光二极管芯片的过程中,容易出现顶伤倒装高压发光二极管芯片的电极面,甚至顶坏发光层,造成芯片漏电失效的问题。


技术实现要素:

5.有鉴于此,本技术的目的在于提供一种倒装高压发光二极管芯片,以解决现有技术中存在的使用顶针顶起倒装高压发光二极管芯片的过程中,容易出现顶伤倒装高压发光二极管芯片的电极面,甚至顶坏发光层,造成芯片漏电失效的问题,从而提高了倒装高压发光二极管芯片的可靠性。
6.第一方面,本技术提供了一种倒装高压发光二极管芯片,包括:基板,以及设置在所述基板中心位置处的顶针区域和通过沟槽相互间隔设置的多个发光区域,每个所述发光区域均包括外延堆叠层,所述外延堆叠层包括n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层,且相邻所述发光区域之间通过连接电极电性连接;
7.n焊盘层,与其中一发光区域的n型半导体层电性连接;
8.p焊盘层,与其中另一发光区域的p型半导体层电性连接;
9.在所述基板的顶针区域设置有隔离块,所述隔离块向远离所述基板的方向凸起,所述隔离块与所述多个发光区域隔离设置,并且所述隔离块向远离所述基板的方向凸起的高度在3μm-15μm之间。
10.在本技术的一种可选实施例中,所述隔离块在所述基板上的垂直投影区域的形状包括以下项中的其中一项:圆形、椭圆形、长方形、正多边形。
11.在本技术的一种可选实施例中,在所述隔离块与任意一个发光区域之间形成有隔离槽,所述隔离槽设置在所述基板上;
12.其中,所述隔离槽的形状包括以下项中的其中一项:圆弧形、折线形。
13.在本技术的一种可选实施例中,所述顶针区域在所述基板上的垂直投影区域的区
域面积在300μm
2-20000μm2之间,优选地,所述顶针区域的区域面积在4000-10000μm2之间。
14.在本技术的一种可选实施例中,所述隔离块在所述基板上的垂直投影区域的区域面积与所述顶针区域的区域面积之间的比值大于1且不大于5,优选地,所述隔离块在所述基板上的垂直投影区域的区域面积与所述顶针区域的区域面积之间的比值不小于2且不大于4。
15.在本技术的一种可选实施例中,所述隔离块包括隔离岛以及设置于所述隔离岛表面的沉积膜层;
16.其中,所述隔离岛的材质与所述外延堆叠层的材质相同;
17.和/或,所述隔离岛的高度与所述外延堆叠层的高度相同。
18.在本技术的一种可选实施例中,所述隔离岛表面的沉积膜层包括中性电极层和至少一个保护层;
19.其中,所述中性电极层包括ti层、ag层、ni层、cr层,al层,pt层、au层中的一种或多种,所述保护层为绝缘层和/或dbr反射层。
20.在本技术的一种可选实施例中,还包括:第一n电极层,分别电性连接所述n型半导体层和所述n焊盘层;第一p电极层,分别电性连接所述p型半导体层和所述p焊盘层。
21.在本技术的一种可选实施例中,第一n电极层包括n侧主电极和在第一方向上沿n侧主电极向两侧延伸的支电极;所述第一p电极包括p侧主电极和在第二方向上沿p侧主电极向两侧延伸的支电极,其中第一方向与第二方向的不同。
22.优选地,所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
23.优选地,所述第一n电极层与所述第一p电极层的形状相同和/或大小相同。
24.在本技术的一种可选实施例中,所述连接电极包括位于n型半导体层上的n侧连接部、位于p型半导体层上的p侧连接部以及位于隔离槽上分别连接所述n侧连接部和所述p侧连接部的中间连接部,其中,所述中间连接部的宽度大于所述n侧连接部或所述p侧连接部的宽度。
25.与现有技术相比,本技术的有益效果为:
26.(1)本技术通过在顶针区域设置隔离块,使得倒装高压发光二极管芯片被顶针顶起的部分直接接触隔离块,由于隔离块具有一定厚度(3μm-15μm),顶针接触隔离块后再顶起倒装高压发光二极管芯片时,可以保证顶针距离倒装高压发光二极管芯片的发光层较远,进而避免顶针顶伤倒装高压发光二极管芯片的电极面,甚至顶坏发光层,从而避免造成芯片漏电失效的情况,提高了倒装高压发光二极管芯片的可靠性。
27.(2)本技术通过在基板中心位置处的顶针区域设置隔离块,避免由于倒装高压发光二极管芯片中心位置处的结构较脆弱而造成膜层断裂的问题,由于隔离块的作用,顶针没有直接顶在倒装高压发光二极管芯片的薄弱处,避免了因膜层断裂导致的芯片漏电情况,从而提高了倒装高压发光二极管芯片的可靠性。
28.(3)形状和/或大小相同的第一n电极层、第一p电极层简化电极制作工艺,第一n电极层和第一p电极层呈一定夹角分布,则是为了能更好的区别尺寸、形状相同的电极的正、负性。
29.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
30.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。
31.图1为现有技术中的固晶顶针与正装高压发光二极管芯片位置关系的截面示意图;
32.图2为现有技术中的固晶顶针与倒装高压发光二极管芯片位置关系的截面示意图;
33.图3为本技术实施例所提供的一种倒装高压发光二极管芯片的平面结构示意图;
34.图4为图3中a1-a1剖视图;
35.图5为图3中b1-b1剖视图。
36.附图标记:
37.10、11-芯片层;
38.20、21、22-基板;
39.221-顶针区域;
40.222-沟槽;
41.2231-第一n电极层;
42.2232-第一p电极层;
43.2233-n焊盘层;
44.2234-p焊盘层;
45.22311-n侧主电极;
46.22312-n侧支电极;
47.22321-p侧主电极;
48.22322-p侧支电极;
49.22511-n侧连接部;
50.22512-p侧连接部;
51.22513-中间连接部;
52.2235-电流阻挡层;
53.2238-第一发光区域;
54.2239-第二发光区域;
55.224-外延堆叠层;
56.2241-n型半导体层;
57.2242-多量子阱层;
58.2243-p型半导体层;
59.2251-第一连接电极;
60.2252-第二连接电极;
61.226-隔离块;
62.2261-隔离岛;
63.2262-沉积膜层;
64.2263-第一保护层;
65.2264-第二保护层;
66.227-隔离槽;
67.30、31-蓝膜;
68.40、41-固晶顶针。
具体实施方式
69.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
70.在本技术实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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,或者是该实用新型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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
71.此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
72.在本技术实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
73.首先,对本技术可适用的应用场景进行介绍:
74.现阶段中,用于led分选和固晶用的顶针基本以正装芯片为标准,正装芯片在分选和固晶时,正装高压发光二极管芯片被顶针顶起,其被顶起面为蓝宝石衬底,且厚度一般超过100um,与正装高压发光二极管芯片的发光层之间的距离也超过100um。其中,顶针在选用时只需要保证长时间的耐磨损性能即可,由于顶针尖极细,要长时间稳定工作,所以现阶段中,顶针材质以钨钢为首选。此外,正装芯片在分选和固晶时,要求顶针作用于正装芯片的中心位置,即使芯片的中心位置处的结构较为脆弱。
75.请参阅图1,图1为现有技术中的固晶顶针与正装高压发光二极管芯片位置关系的截面示意图。如图1所示,正装高压发光二极管芯片的芯片层10在基板20(蓝宝石衬底)的上方,且在基板20下方使用蓝膜30,以辅助正装高压发光二极管芯片进行固晶,在正装高压发
光二极管芯片固晶过程中,固晶顶针40按照图1中所示的固晶顶针40与正装高压发光二极管芯片的位置关系将正装高压发光二极管芯片顶起。其中,正装高压发光二极管芯片被固晶顶针40顶起时,其被顶起面为基板20,由于基板20具有一定的厚度,如厚度一般超过100um,使得固晶顶针40与芯片层10中的发光层之间的距离也超过100um,这里,由于基板20可以防止固晶顶针40直接与芯片层10接触,进而在一定程度上防止固晶顶针40将芯片层10顶破。其中,正装高压发光二极管芯片的芯片层10主要包括n型半导体层、发光层、p型半导体层、电流阻挡层、透明导电层、n型电极和p型电极等。
76.随着倒装芯片的兴起,倒装发光二极管芯片以其较强的优势被广泛应用。其中,如倒装高压发光二极管芯片无需打金线,省去了一道工序,也不会产生因打线出现的一系列问题,产品更稳定,芯片摆放的比较密集,同样的尺寸,倒装的可以放更多芯片,实现小尺寸大电流光集中的特点,另外倒装的芯片是直接打在了基板上,热阻也降低很多,一定程度上解决了灯具散热的问题。
77.但是在倒装高压发光二极管芯片的应用过程中,如使用固晶顶针顶起倒装高压发光二极管芯片的过程中,出现了倒装高压发光二极管芯片屡被顶伤的问题。原因主要是倒装高压发光二极管芯片被顶起的部分不再直接接触蓝宝石衬底,顶针接触面距离倒装高压发光二极管芯片的发光层不到5um,并且这不到5um的距离还涉及到很多层,其硬度更无法与蓝宝石相比。
78.请参阅图2,图2为现有技术中的固晶顶针与倒装高压发光二极管芯片位置关系的截面示意图。如图2所示,倒装高压发光二极管芯片的芯片层11在基板21(蓝宝石衬底)的下方,且在芯片层11下方使用蓝膜31,以辅助倒装高压发光二极管芯片进行固晶,在倒装高压发光二极管芯片固晶过程中,固晶顶针41按照图2中所示的固晶顶针与倒装高压发光二极管芯片的位置关系将倒装高压发光二极管芯片顶起。其中,倒装高压发光二极管芯片被顶起的部分不再直接接触基板21,而是直接接触芯片层11,这样容易导致顶针接触面距离倒装高压发光二极管芯片的发光层不到5um,并且这不到5um的距离还涉及到很多层,如电流阻挡层、透明导电层、n型电极和p型电极等,并且这些层的硬度更是无法与蓝宝石相比,这样极易造成芯片层破裂,从而导致漏电失效。
79.由此可知,在使用固晶顶针顶起倒装高压发光二极管芯片的过程中,容易出现顶伤倒装高压发光二极管芯片的电极面,甚至顶坏发光层,造成芯片漏电失效的问题。
80.基于此,本技术实施例提供一种倒装高压发光二极管芯片,以解决上述存在的技术问题,从而提高倒装高压发光二极管芯片的可靠性,进一步提高芯片的使用寿命。
81.本技术实施例提供的倒装高压发光二极管芯片,包括:基板,以及设置在基板中心位置处的顶针区域和通过沟槽相互间隔设置的多个发光区域,每个发光区域均包括外延堆叠层,外延堆叠层包括n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层,且相邻发光区域之间通过连接电极电性连接;n焊盘层与其中一发光区域的n型半导体层电性连接;p焊盘层与其中另一发光区域的p型半导体层电性连接;在基板的顶针区域设置有隔离块,隔离块向远离基板的方向凸起,隔离块与多个发光区域隔离设置,并且隔离块向远离基板的方向凸起的高度在3μm-15μm之间。
82.一种可选的实施例中,基板包括透明不导电基板或者导电基板。如基板的材质可以为蓝宝石,这里以基板为蓝宝石衬底为例进行说明,但不局限于此。
83.一种可选的实施例中,顶针区域为用于与顶针接触的倒装高压发光二极管芯片的表面区域,顶针区域设置在倒装高压发光二极管芯片的至少一个表面上,可以是基板一侧的表面,也可以是电极一侧的表面,优选的实施方式中,顶针区域设置在倒装高压发光二极管芯片的中心位置,顶针使用时,芯片易于保持平衡,便于操作。优选的实施例中,顶针区域的区域面积在300μm
2-20000μm2之间,优选地,顶针区域的区域面积在4000-10000μm2之间,这样可以保证在使用顶针时,倒装高压发光二极管芯片上有足够的区域与顶针接触,进而提高用户操作的准确性。
84.一种可选的实施例中,倒装高压发光二极管芯片包括多个发光区域,多个发光区域通过沟槽相互间隔设置,每个发光区域均包括外延堆叠层,外延堆叠层包括n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层,且相邻发光区域之间通过连接电极电性连接。n焊盘层与其中一发光区域的n型半导体层电性连接,p焊盘层与其中一发光区域的p型半导体层电性连接。一种优选的实施例中,第一n电极层分别电性连接n型半导体层和n焊盘层,第一p电极层分别电性连接所述p型半导体层和所述p焊盘层。另一种优选的实施例中,连接电极包括位于n型半导体层上的n侧连接部、位于p型半导体层上的p侧连接部以及位于隔离槽上分别连接所述n侧连接部和p侧连接部的中间连接部,其中,中间连接部的宽度大于n侧连接部或p侧连接部的宽度。
85.其中,第一n电极层包括n侧主电极和在第一方向上沿n侧主电极向两侧延伸的支电极;所述第一p电极包括p侧主电极和在第二方向上沿p侧主电极向两侧延伸的支电极,其中,第一方向与第二方向不同。优选地,第一方向与第二方向相互垂直。优选地,第一n电极层与第一p电极层的形状相同和/或大小相同。
86.这样一来,形状和/或大小相同的第一n电极层、第一p电极层能够简化电极制作工艺,第一n电极层和第一p电极层呈一定夹角分布,则是为了能更好的区别尺寸、形状相同的电极的正、负性。
87.一种可选的实施例中,在倒装高压发光二极管芯片固晶的过程中,顶针通过顶针区域对倒装高压发光二极管芯片固晶,为了防止顶针直接接触芯片层而顶伤倒装高压发光二极管芯片,在基板的顶针区域设置有隔离块,隔离块向远离基板的方向凸起,隔离块与多个发光区域隔离设置,并且隔离块向远离基板的方向凸起的高度在3μm-15μm之间。一种优选的实施例中,隔离块在基板上的垂直投影区域覆盖顶针区域,具体地,隔离块在基板上的垂直投影区域的区域面积与顶针区域的区域面积之间的比值大于1且不大于5,优选地,隔离块在基板上的垂直投影区域的区域面积与顶针区域的区域面积之间的比值不小于2且不大于4。这样一来,可以保证隔离块在基板上的垂直投影区域完全覆盖顶针区域,从而较好的实现防止顶针顶破倒装高压发光二极管芯片造成发光区域的膜层碎裂而漏电的效果。
88.具体地,在设置隔离块时,可以根据顶针区域的区域大小来设计隔离块在基板上的占用区域大小。为了达到防止顶针顶破倒装高压发光二极管芯片造成发光区域的膜层碎裂而漏电的效果,隔离块在基板上的垂直投影区域需要覆盖顶针区域。其中,覆盖程度越高,防止顶针顶破倒装高压发光二极管芯片造成发光区域的膜层碎裂而漏电的效果越好,但是考虑到实际场景下发光区域在倒装高压发光二极管芯片上的占用面积较大,以实现较好的发光效果,所以本技术实施例中,隔离块在基板上的垂直投影区域的区域面积与顶针区域的区域面积之间的比值大于1且不大于5,优选地,隔离块在基板上的垂直投影区域的
区域面积与顶针区域的区域面积之间的比值不小于2且不大于4。示例性的,当顶针区域的区域面积在300μm
2-20000μm2之间时,隔离块在基板上的垂直投影区域的区域面积大于300μm2,且不大于100000μm2,优选地,隔离块在基板上的垂直投影区域的区域面积不小于600μm2且不大于80000μm2。
89.一种可选的实施例中,隔离块在基板上的垂直投影区域的形状包括以下项中的其中一项:圆形、椭圆形、长方形、正多边形。其中,正多边形包括正方形、正三角形、正五边形等。
90.一种可选的实施例中,在隔离块与任意一个发光区域之间形成有隔离槽,隔离槽设置在基板上;其中,隔离槽的形状包括以下项中的其中一项:圆弧形、折线形。优选的实施例中,隔离槽环绕隔离块设置,并且隔离槽的形状与隔离块的外轮廓相匹配。
91.其中,为了使隔离块将顶针区域与各个发光区域进行隔绝的效果更好,在隔离块与任意一个发光区域之间形成有隔离槽,隔离槽环绕隔离块设置,并且隔离槽的形状与隔离块的外轮廓相匹配。示例性的,若隔离块在基板上的垂直投影区域的形状为正方形,则隔离槽的形状为折线形;若隔离块在基板上的垂直投影区域的形状为圆形,则隔离槽的形状为圆弧形。
92.一种可选的实施例中,隔离块包括隔离岛以及设置于隔离岛表面的沉积膜层;其中,隔离岛的材质与外延堆叠层的材质相同;和/或,隔离岛的高度与外延堆叠层的高度相同。示例性的,外延堆叠层的材质为gan,则隔离岛的材质也为gan。
93.一种可选的实施例中,隔离块包括gan隔离岛,gan隔离岛具有不导电、不发光的特性,gan隔离岛的作用是将多个发光区域隔离,以防止顶针顶破倒装高压发光二极管芯片造成发光区域的膜层碎裂而漏电,即使顶针将gan隔离岛顶碎或顶破,也不会影响到倒装高压发光二极管芯片的正常发光,对芯片可靠性无实质性影响。
94.其中,关于倒装高压发光二极管芯片上的gan隔离岛的制备过程如下:在光罩绘制时,在倒装高压发光二极管芯片的中心区域(即芯片在固晶时,顶针会顶到的顶针区域)设计出gan隔离岛,使gan隔离岛所在的区域与芯片的发光区域隔绝开,相互独立,互不干扰。在芯片制造时,使用预先设计好的光罩进行光刻,再通过等离子刻蚀机台进行刻蚀,即可得到相应形状的gan隔离岛。
95.一种可选的实施例中,隔离块包括设置于隔离岛表面的沉积膜层。一种实施例中,隔离岛表面的沉积膜层包括至少一个保护层,其中,保护层为绝缘层和/或dbr反射层;另一种实施例中,隔离岛表面的沉积膜层包括中性电极层和至少一个保护层;其中,中性电极层包括ti层、ag层、ni层、cr层,al层,pt层、au层中的一种或多种,保护层为绝缘层和/或dbr反射层。这里,当沉积膜层包括电极层时,为了防止电极层漏电,为电极层增加至少一个保护层。
96.其中,绝缘层的材质可以为氧化硅(sio、sio2)、氮化硅(si3n4)、氮氧化硅(si2n2o)、二氧化钛(tio2)等中的任一种或多种。dbr反射层的材质为二氧化硅(sio2)、二氧化钛(tio2)和五氧化三钛(ti3o5)等中的任一种或多种。进一步的,交替沉积sio2和ti3o5可以形成dbr布拉格反射层。具体地,保护层可以包括单层的绝缘层,保护层还可以包括单层的dbr反射层,保护层还可以包括绝缘层和dbr反射层的组合。
97.其中,中性电极层包括ti层、ag层、ni层、cr层,al层,pt层、au层中的一种或多种。
具体地,中性电极层可以与倒装发光二极管芯片的第一电极层(如finger电极层)的结构相同,可以与倒装发光二极管芯片的第二电极层(如metal电极层)的结构相同,还可以与倒装发光二极管芯片的焊盘层的结构相同。
98.示例性的,当中性电极层与倒装发光二极管芯片的第一电极层(如finger电极层)的结构相同时,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的ti层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的ti层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的cr层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的cr层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的ni层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的ti层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的ni层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的cr层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层;或者,中性电极层可以包括由下至上依次层叠设置的ni层、ag层、ni层、ti层、pt层、au层、ti层、pt层和ti层。
99.下面通过具体的实施例对本技术提供的倒装高压发光二极管芯片进行示例性说明,但需注意本技术不限于以下所描述的实施例。
100.请参阅图3至图5,图3为本技术实施例所提供的一种倒装高压发光二极管芯片的平面结构示意图,图4为图3中a1-a1剖视图,图5为图3中b1-b1剖视图。如图3至图5所示,本技术实施例提供的一种倒装高压发光二极管芯片包括基板22,以及设置在基板22中心位置处的顶针区域221和通过沟槽222相互间隔设置的两个发光区域(2238、2239),每个发光区域均包括外延堆叠层224,外延堆叠层224包括n型半导体层2241、多量子阱层2242和p型半导体层2243,且相邻发光区域之间通过两个连接电极电性连接;在基板22的顶针区域221设置有隔离块226,隔离块226向远离基板22的方向凸起,隔离块226与两个发光区域隔离设置,并且隔离块226向远离基板22的方向凸起的高度在3μm-15μm之间。
101.优选的实施例中,隔离块226在基板22上的垂直投影区域的形状为圆形,如图3所示,因为圆形的外轮廓是弧状的,较为光滑,便于在倒装高压发光二极管芯片上刻蚀隔离块在基板上的垂直投影区域的形状。进一步地,当隔离块226在基板22上的垂直投影区域的形状为圆形时,为保证隔离槽227的形状与隔离块226的外轮廓相匹配,将隔离槽227的形状设置为圆弧形。
102.如图3和图5所示,第一n电极层2231分别电性连接n焊盘层2233和n型半导体层2241,包括n侧主电极22311和从该n侧主电极22311的两侧各自直线状延伸的n侧支电极22312;第一p电极层2232分别电性连接p焊盘层2234和p型半导体层2243,包括p侧主电极22321和从该p侧主电极22321的两侧各自直线状延伸的p侧支电极22322。
103.具体地,第一n电极层2231包括n侧主电极22311和在第一方向上沿n侧主电极22311向两侧延伸的n侧支电极22312;第一p电极层2232包括p侧主电极22321和在第二方向上沿p侧主电极22321向两侧延伸的p侧支电极22322,其中,第一方向与第二方向不同。
104.进一步地,n侧支电极22312和p侧支电极22322的延伸方向不同,如图3所示,若p侧支电极22322沿第二方向延伸,n侧支电极22312则沿第一方向延伸,第一方向垂直于第二方
向;其中,第一方向为基板22的其中一条边的延伸方向,第二方向为基板22的其中另一条边的延伸方向,其能够提高氮化物半导体发光元件的电流扩散和发光均匀性的同时,也能够对第一n电极层2231和第一p电极层2232结构起到标识的作用。尤其是在为了简化电极制作工艺时,将第一n电极层和第一p电极层设计成相同的形状、大小、材质时,将两个相同的电极设置成相互垂直,更有利于下游封装端区别正、负电极。
105.进一步地,如图3所示,第一连接电极2251是将第一发光区域2238中的p型半导体层与相邻的第二发光区域2239的n型半导体层电性连接;第二连接电极2252是将第二发光区域2239中的p型半导体层与相邻的第一发光区域2238的n型半导体层电性连接。连接电极包括位于n型半导体层上的n侧连接部22511、位于p型半导体层上的p侧连接部22512以及位于隔离槽227上分别连接n侧连接部22511和p侧连接部22512的中间连接部22513;其中,p侧连接部22512包括两个在第一方向上的第一延伸部。一般中间连接部的宽度要大于n侧连接部或p侧连接部的宽度。
106.如图4所示,隔离块226包括隔离岛2261以及设置于隔离岛2261表面的沉积膜层2262,沉积膜层2262包括第一保护层2263和第二保护层2264。其中,第一保护层2263为由sio2组成的单层绝缘层和由sio2/tio2组成的dbr反射层;第二保护层2264为由sio2组成的单层绝缘层。
107.如图4和图5所示,电流阻挡层2235实际也是一层绝缘层,通常也是sio2;其中,电流阻挡层2235通常位于(1)连接电极下方,避免连接电极与基板(蓝宝石衬底)直接接触;(2)位于第一p电极层2232的下方,第一p电极层2232与电流阻挡层2235之间还设置有透明导电层(图中未示出,通常为ito,具有电流扩展作用),此时的电流阻挡层2235的目的是防止电流沿最短路径流通,通过透明导电层对电流的扩展作用在p型半导体层上尽可能的均匀分布。
108.本技术实施例中,在两颗发光二极管芯片组成的倒装高压发光二极管芯片的顶针区域设置隔离块,隔离块将顶针区域与发光区域隔绝开,由于隔离块不导电,不发光,即使顶针将隔离块顶碎或顶破,也不会影响到芯片的正常点亮发光,对芯片的可靠性无实质性影响,可以解决现有技术中存在的顶针顶起倒装高压发光二极管芯片的顶针区域时(芯片的中心位置),由于没有隔离块的缓冲,顶针容易顶伤倒装高压发光二极管芯片的电极面,甚至顶坏发光层,从而避免造成芯片漏电失效的情况。
109.需要说明的是,由多颗(如四颗、六颗、八颗、十颗等)发光二极管芯片组成的倒装高压发光二极管芯片均可以参考上述实施例中的芯片结构进行设计,且能够取得相同的技术效果,在此不再赘述。
110.下面对本技术实施例中的倒装高压发光二极管芯片的制备步骤做如下简要说明(适用于实施例一至实施例三中的倒装高压发光二极管芯片):
111.步骤1、在光罩绘制时,在发光二极管芯片的顶针区域(即芯片在固晶时,顶针会顶到的芯片的中心区域)设计出gan隔离岛,使顶针区域与芯片的发光区域隔绝开;
112.步骤2、通过匀胶曝光显影,将预先设计好的光罩图形制作到wafer片源表面;
113.步骤3、通过等离子体刻蚀工艺,将衬底表面多余的gan层刻蚀干净,使gan隔离岛与芯片的发光区域隔绝开,其中,gan隔离岛不导电且不发光;
114.步骤4、再整面沉积相应的第一保护层(pv膜层和dbr反射层)和第二保护层(pv膜
层),即得到设计有gan隔离岛结构的倒装高压发光二极管芯片。
115.本技术实施例提供的倒装高压发光二极管芯片,通过在顶针区域设置隔离块,使得倒装发光二极管芯片被顶针顶起的部分直接接触隔离块,由于隔离块具有一定厚度,顶针接触隔离块后再顶起倒装发光二极管芯片时,可以保证顶针距离倒装发光二极管芯片的发光层较远,进而避免顶针顶伤倒装发光二极管芯片的电极面,甚至顶坏发光层,从而避免造成芯片漏电失效的情况,提高了倒装高压发光二极管芯片的可靠性。并且,可以避免顶针顶起倒装高压发光二极管芯片时,由于倒装高压发光二极管芯片在中心位置处的结构较脆弱而造成膜层断裂的问题,由于隔离块的作用,顶针没有直接顶在倒装高压发光二极管芯片的薄弱处,避免了因膜层断裂导致的芯片漏电情况,从而提高了倒装高压发光二极管芯片的可靠性。
116.最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本技术的具体实施方式,用以说明本技术的技术方案,而非对其限制,本技术的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此,本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
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