[發明專利]大功率發光二極管及其制作方法

有效

• 申請號: 200910201683.6
• 申請日: 2009-10-15
• 公開（公告）號: CN101694859A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 郝茂盛;陳誠;張楠;劉文弟
• 申請（專利權）人: 上海藍光科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及一種發光二極管，尤其是一種大功率發光二極管。本發明 還涉及一種大功率發光二極管的制作方法。

背景技術

隨著超高亮度功率型LED的出現及LED色彩的豐富，LED的應用也由最 初的指示擴展到交通、大屏幕顯示等特種照明領域，并正在向普通照明積 極推進。大功率型LED的發展中存在的主要問題有大電流注入下效率下降， 出光效率低，發熱量大、壽命低等。大功率LED的結構可分為正裝結構， 倒裝結構，垂直結構以及薄膜LED等。現已批量生產大功率的廠家，采用 最多的仍是基本的正裝結構，其他結構基本處于實驗室階段。

發光二極管一般為在藍寶石等襯底上依次層疊了N型氮化物半導體層、 有源層、P型氮化物半導體層的構造。另外，在P型氮化物半導體層上配置 有P型電極，在N型氮化物半導體層上配置有N型電極。這種構造通常是 利用光刻及刻蝕等工藝除去了P型氮化物半導體層、有源層和N型氮化物 半導體層的一部分，在露出的N型氮化物半導體層上制備N型電極。最后 進行背面研磨劃裂，得到單顆芯片。公開號為CN1870307A和CN101075656A 均公開了一種氮化物發光二極管的結構，以及現有的發光二極管電極的圖 形。

但針對大功率芯片，上述正常流程中存在較多問題：

1.大功率芯片研磨厚度較小功率芯片厚，因此在生長過程中所儲存的 應力更難釋放出來，后續加工良率變低；

2.半導體層經刻蝕之后，側壁的有源層的量子阱部分便會曝露出來， 同時側壁的n型氮化物半導體層、有源層、p型氮化物半導體層都會受到不 同程度的損傷，這種刻蝕損傷很可能導致LED的失效，嚴重影響LED的壽 命；

3.芯片外形設計以插齒狀為主，電流在N/P層的擴散有提高，但未能 在擴散效果與遮光效果方面有一個最佳組合；

4.電流在延伸線頂端會有尖端放電現象產生，對芯片的ESD(抗靜電 能力)會有影響，大功率的電流通常為350mA，此影響更明顯。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種大功率發光二極管及其制作方 法，使得發光二極管中電流能夠均勻擴散，大幅度減少電流集中現象發生， 并且降低接觸電阻，增加器件可靠性，提高壽命、發光效率及抗靜電效果。

為解決上述技術問題，本發明一種大功率發光二極管，包括一不導電 的襯底，以及形成于所述襯底上的半導體外延層，該半導體外延層為發光 二極管的發光結構；所述半導體外延層至少包括N型氮化物半導體層、位 于N型氮化物半導體層上的有源層、以及位于有源層上的P型氮化物半導 體層；其特征在于：大功率發光二極管芯片上還包括P型電極和N型電極。

所述P型電極和所述P型氮化物半導體層接觸，所述P型電極包括1 條第一方向引線和3條第二方向引線、并由所述第一方向引線和所述第二 方向引線連接成“E”字形結構；3條所述第二方向引線互相平行且等間距 設置，3條所述第二方向引線都和所述第一方向引線垂直相交且都位于所述 第一方向引線的同側；在所述第一方向引線的兩端分別和一條所述第二方 向引線相交、且在所述第一方向引線的兩端的相交位置處分別設置一個P 型電極焊盤，另一條所述第二方向引線和所述第一方向引線的中間位置處 相交。

3條所述第二方向引線上都分別等間距的設置有多條第一方向分支引 線，各條所述第二方向引線上的各所述第一方向分支引線都和各所述第二 方向引線垂直相交。

所述N型電極和所述N型氮化硅半導體層接觸，包括兩根和各所述第 二方向引線平行的條形引線，所述N型電極的條形引線分別設置在所述“E” 字形P型電極開口的空隙中，且在各所述N型電極的條形引線的遠離所述 第一方向引線的一端分別設置有一N型電極焊盤；所述P型電極和N型電 極組成的圖形左右對稱。

本發明還公開了上述大功率發光二極管的制作方法，其技術方案是， 包括如下步驟：

步驟一，在不導電的襯底上制備半導體外延層，至少包括n型氮化物 半導體層、位于N型氮化物半導體層上的有源層、以及位于有源層上的P 型氮化物半導體層；

步驟二，利用光刻工藝及激光劃片機在LED外延片上形成寬度為3μm～ 20μm、深度為10μm～50μm的溝道，這些溝道把整個外延片分割成和LED芯 片一樣大小的小方格；