抗静电放电的led芯片以及包含所述led芯片的led封装的制作方法

文档序号:9278305阅读:253来源:国知局
抗静电放电的led芯片以及包含所述led芯片的led封装的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的典型实施例是有关于一种发光装置,且特别是有关于一种抗静电放电 (electrostatic discharge)的发光二极管芯片(light emitting diode chip)以及包含 此发光二极管芯片的发光二极管封装(package)。
【背景技术】
[0002] -般而言,氮化镓类(GaN-based)化合物半导体通过在具有与其类似的结晶结构 及晶格参数的蓝宝石基板(sapphire substrate)上嘉晶生长而形成,以便减少晶格缺陷。 然而,在蓝宝石基板上生长的磊晶层(印itaxial layer)可能有许多类型的结晶缺陷,例如 V形凹陷(V-fits)、贯穿式差排(threading dislocation)等。当从外部施加高电压静电于 发光二极管时,电流将集中于磊晶层中的结晶缺陷,因而导致二极管的崩渍(breakdown)。
[0003] 最近,高亮度/高输出发光二极管(LED)的应用数目已经增加,不仅应用于发光二 极管电视(LED TV)的背光单元(backlight unit),并且也应用于灯具、汽车、电子标识牌、 设备等。因此,对于发光装置的抗静电防护的需求渐增。
[0004] 对于发光二极管(LED),最好利用具有优良电性可靠度的静电放电(ESD)保护装 置来确保半永久性寿命(semi-permanent lifespan)。确保发光二极管(LED)关于静电放 电(ESD)、涉及发生在开关中的火花的电气快速暂态脉冲(electrical fast transient, EFT)及闪电所导致的电涌(electrical surge)等的可靠度是很重要的。
[0005] -般而言,当封装发光二极管时,单独的齐纳二极管(Zener diode)将连同发光二 极管一起安装以防止静电放电。然而,齐纳二极管价格昂贵且需几个安装程序,因而增加 制造成本以及发光二极管的封装程序数目。并且,因为在发光二极管(LED)封装中齐纳二 极管的配置接近发光二极管,所以齐纳二极管的光吸收将导致封装的发光效率(luminous efficacy)降低,因而使发光二极管(LED)封装的产光率(light yield)变差。
[0006] 另一方面,已有各种尝试想利用发光二极管芯片中的磊晶层的堆叠结构来提供抗 静电放电(ESD)的发光二极管芯片。例如,可配置超晶格层(super lattice layer)于n 型半导体层与主动层(active layer)之间。利用这种结构,超晶格层可减少主动层中的晶 格缺陷,因而提供一种抗静电放电(ESD)的发光二极管芯片。然而,这种技术仍未提供良好 的良率。
[0007] 此发明背景部分所揭露的上述信息仅用以加强理解本发明的背景,因此,其可能 包含不构成先前技艺的信息。

【发明内容】

[0008] 技术问题
[0009] 本发明的典型实施例提供一种在芯片等级上高度抗静电放电的发光二极管芯片 以及包含此发光二极管芯片的发光二极管封装。
[0010] 本发明的典型实施例也提供一种可防止光输出减少或正向电压(forward voltage)增加的高度抗静电放电的发光二极管芯片以及包含此发光二极管芯片的发光二 极管封装。
[0011] 本发明的典型实施例也提供一种在芯片等级及/或封装等级上表现出改良的发 光效率的高度抗静电放电的发光二极管芯片以及包含此发光二极管芯片的发光二极管封 装。
[0012] 本发明的其他特征将在以下的说明中予以陈述,其中部分特征将由此说明变得显 而易见,或可从实施本发明而得知。
[0013] 技术问题的解决
[0014] 本发明的一典型实施例揭露一种发光二极管芯片,其包括:基板;配置在基板上 的发光二极管部分(lightemittingdiodesection);以及配置在基板上且以反向并联方 式连接到发光二极管部分的反向并联二极管部分(inverseparalleldiodesection)。在 发光二极管芯片中,发光二极管部分与反向并联二极管部分配置在一起,因此发光二极管 芯片对静电放电表现出高抵抗力。
[0015] 基板可以是能够在其上生长氮化物半导体层的生长基板,例如图案化蓝宝石基板 (PSS)〇
[0016] 发光二极管部分和反向并联二极管部分的每一个可包括:第一导电型氮化物半导 体层(conductivitytypenitridesemiconductorlayer);第二导电型氮化物半导体层; 以及配置在第一导电型氮化物半导体层与第二导电型氮化物半导体层之间的主动层。发光 二极管部分和反向并联二极管部分可具有相同的堆叠结构,并且可利用经由相同生长程序 一起生长的磊晶层来形成。另一方面,发光二极管部分的第二导电型氮化物半导体层与反 向并联二极管部分的第二导电型氮化物半导体层可具有不同的厚度。例如,反向并联二极 管部分的第二导电型氮化物半导体层的厚度可以比发光二极管部分的厚度小。利用这种结 构,反向并联二极管部分的高度可以比发光二极管部分的高度低。
[0017] 发光二极管芯片可还包括第一电极垫(electrodepad)及第二电极垫,其中第一 电极垫可配置在反向并联二极管部分上,并且第二电极垫可配置在发光二极管部分上。因 为第一电极垫配置在反向并联二极管部分上,所以比第一电极垫形成于发光二极管部分上 的情况还能够确保较大的作用区域。
[0018] 发光二极管芯片可还包括:从第一电极垫延伸的第一延伸(extension);以及从 第二电极垫延伸的第二延伸。第一延伸可电性连接到发光二极管部分的第一导电型氮化 物半导体层,而第二延伸则可电性连接到反向并联二极管部分的第一导电型氮化物半导体 层。
[0019] 第一电极垫与第二延伸可彼此水平地分开。一部分的第一电极垫可配置在电性连 接到反向并联二极管部分的第一导电型氮化物半导体层的第二延伸上。此外,发光二极管 芯片可还包括使第一电极垫与第二延伸绝缘的绝缘层。
[0020] 此外,第一延伸可在发光二极管部分上的多个点连接到第一导电型氮化物半导体 层。
[0021] 第一延伸可通过发光二极管部分的第二导电型氮化物半导体层的上部,并且第一 延伸可通过绝缘层(insulationlayer)与第二导电型氮化物半导体层电性绝缘。或者,第 一延伸可线性连接到发光二极管部分的第一导电型氮化物半导体层。
[0022] 发光二极管芯片可还包括:配置在第一电极垫与反向并联二极管部分的第二导电 型氮化物半导体层之间的第二透明电极层(transparentelectrodelayer)。第二透明电 极层帮助第一电极垫电性连接到第二导电型氮化物半导体层。当第一电极垫电性连接到第 二导电型氮化物半导体层时,可省略第二透明电极层。
[0023] 发光二极管芯片可还包括连接到发光二极管部分的第二导电型氮化物半导体层 的上表面的第一透明电极层。第二电极垫可配置在第一透明电极层上。此外,发光二极 管芯片可还包括配置于第二电极垫下方的第一透明电极层的一个区域底下的电流阻挡层 (currentblockinglayer)〇
[0024] 发光二极管芯片可还包括配置于第二延伸下方的第一透明电极层的一个区域底 下的电流阻挡层。
[0025] 发光二极管芯片可还包括覆盖至少一部分的反向并联二极管部分的反射器 (reflector)。利用覆盖反向并联二极管部分的反射器,发光二极管芯片将具有改良的发光 效率。
[0026] 反射器可以是分布式布拉格反射器(distributedBraggreflector,DBR)。
[0027] 至少一部分的反射器可延伸到发光二极管部分,以使第二延伸与发光二极管部分 的侧面绝缘。换言之,反射器可配置在第二延伸与发光二极管部分的侧面之间。此外,反射 器可延伸到发光二极管部分的第二导电型半导体层的上侧。
[0028] 此外,至少一部分的反射器可延伸到发光二极管部分,以使第一延伸与发光二极 管部分绝缘。第一延伸可通过反射器与发光二极管部分的第二导电型半导体层绝缘。
[0029] 反射器可覆盖反向并联二极管部分以
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