[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管芯片及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910160996.1
• 申請日: 2009-07-29
• 公開（公告）號: CN101615611A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊邦揚;翁新川
• 申請（專利權(quán)）人: 鶴山麗得電子實業(yè)有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/00;H01L21/48;H01L21/50
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的發(fā)光二極管芯片，由于其是將電極金屬面向上，放置在一底板(基板)上，因此發(fā)光二極管芯片的發(fā)光層在電極金屬層以下，發(fā)出的光部分被電極金屬層吸收，從而影響發(fā)光二極管的出光效率。而隨著半導(dǎo)體芯片(chip)工藝的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的工藝已經(jīng)不能滿足對于發(fā)光二極管的發(fā)光效率和亮度的日益增加的要求。為了改善發(fā)光二極管的出光效率，倒裝片(flip?chip)工藝被廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管的制備中。由于采用倒裝片芯片工藝制備的發(fā)光二極管具有發(fā)光效率高、散熱較好等特點，所以逐漸取代采用傳統(tǒng)工藝制備的發(fā)光二極管而成為LED發(fā)光二極管的主流。然而，現(xiàn)有的采用倒裝片工藝制備的發(fā)光二極管，由于其管芯(die)的襯底對于發(fā)光芯片的性能有不良的影響，例如：發(fā)射紅黃光的管芯的襯底(比如砷化鎵)通常將吸收一部分發(fā)射的光，而作為氮化鎵系的發(fā)射藍綠光的管芯的襯底(比如藍寶石)則將反射一部分發(fā)射的光，這導(dǎo)致發(fā)光芯片的發(fā)光效率降低。另外，作為管芯的襯底的材料大都是導(dǎo)熱率比較低的，例如，砷化鎵的導(dǎo)熱系數(shù)為44-58W/mK，而藍寶石的導(dǎo)熱系數(shù)為35-40W/mK。這樣在發(fā)光芯片的工作過程中產(chǎn)生的熱量無法有效地發(fā)散到外部，使得發(fā)光芯片的壽命降低。因此如何改善發(fā)光芯片散熱效率和提高光的發(fā)光效率成為本領(lǐng)域所需要解決的重要課題之一。為此本申請人曾申請了一種發(fā)光二極管及其制備方法的專利，在該專利的發(fā)光二極管由于其采取了垂直結(jié)構(gòu)的單電極芯片并移除了芯片上裸芯的襯底，因此有效提高了發(fā)光效率和消除了襯底對芯片的影響，但是由于其熱沉基板是采用導(dǎo)電材料制成的，并且兩個與外接電源線連接的電極層是分別設(shè)置在熱沉基板的背面和n型半導(dǎo)體層上，所以該熱沉基板在充當(dāng)散熱基板的同時還要作為電極導(dǎo)電，即“熱電不分離”，這種結(jié)構(gòu)由于基板要導(dǎo)熱同時導(dǎo)通電流，不利于芯片的散熱。還有日本專利JP2003-142736所公開的一種發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)，盡管其是將與裸芯連接的兩個分隔的輔助電極設(shè)置在熱沉基板的上面，但是其基板12在充當(dāng)散熱基板的同時也要作為電極導(dǎo)電，因此同樣存在熱電不分離，不利于芯片散熱等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種采用熱電分離的結(jié)構(gòu)而有效改善發(fā)光芯片的散熱效率和提高其發(fā)光效率及優(yōu)良率的發(fā)光二極管芯片及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明所述發(fā)光二極管芯片，包括：熱沉基板、設(shè)置在該熱沉基板上表面的金屬接合層、裝置于所述熱沉基板上方的裸芯，其中所述裸芯包括：n型半導(dǎo)體層及形成于該n型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層、形成于該發(fā)光層上的p型半導(dǎo)體層、形成于該p型半導(dǎo)體層上的反射層以及形成于所述n型半導(dǎo)體層上的電極層，其特點是：所述金屬接合層包括彼此分隔的并可與外接電源線連接的第一接合層和第二接合層，且所述第一接合層與所述反射層接合，所述第二接合層與所述電極層接合，所述熱沉基板至少將其上表面與金屬接合層的接觸部分設(shè)為絕緣部分，所述裸芯通過所述第一接合層和第二接合層與外接電源線的連接而形成熱電分離的電流通路。

并且絕緣熱沉基板的具體結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要來定，如上述熱沉基板可為由絕緣材料制成的絕緣板形成；上述熱沉基板的優(yōu)選方案為由導(dǎo)電材料制成的底板及位于所述底板上的用于將該底板與上述金屬接合層隔離的絕緣層形成。