[發明專利]一種LED芯片

無效

• 申請號: 201210043026.5
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102569585A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 余麗
• 申請（專利權）人: 余麗
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/62;H01L33/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種LED芯片，尤其是涉及一種倒裝結構的LED芯片。

背景技術

在藍寶石襯底上制作的藍、綠或紫光LED芯片的發光面為外延材料的生長表面，即P型表面。在LED的封裝過程中，都把藍寶石襯底面直接固定在散熱板上。在LED的工作過程中，其發光區是器件發熱的根源。由于藍寶石襯底本身是一種絕緣體材料，且導熱性能和GaN材料比較差，所以對這種正裝的LED器件其工作電流都有一定的限制，以確保LED的發光效率和工作壽命。為改善器件的散熱性能，人們設計了一種LED芯片結構，即倒裝結構的LED芯片。

自從提出芯片的倒裝設計之后，人們針對其可行性進行了大量的研究和探索。由于LED芯片設計的局限性，封裝良率一直很低，原因如下：第一、N型電極區域相對小，很難與PCB板的相應區域對位；第二、N型電極位置比P型電極位置高很多，很容易造成虛焊、脫焊情形；第三、為制作N型電極，往往要人為地去掉很大一部分有源區，這樣大大地減少了器件的發光面積，直接影響了LED發光效率。

如圖1所示，利用MOCVD、VPE、MBE或LPE技術在襯底30上生長器件（如LED、LD等）結構，從上至下依次分別為襯底30、N型材料層31、發光區32、P型材料層33、P型電極34、P級焊錫層35、PCB板36以及散熱板40。其中N型材料層31與散熱板40之間還依次連接N型電極37、N級焊錫層38和PCB板39。

該傳統的LED芯片存在的技術缺陷如下：

1、在水平方向N型電極37所處位置與P型電極34相距較遠，N型電極37對其下方的PCB板27的位置設計有苛刻的要求，影響到封裝優良率。

2、N型電極37位置比P型電極34位置高很多，導致其與下方的PCB板39之間的間隙較大，在焊錫時很容易使得N級焊錫層38過長而造成虛焊或脫焊的發生。

3、為了使得N型電極37與其下方的PCB板39可以進行焊接，需要去掉很大一部分發光區，影響到LED芯片的發光效率。

發明內容

本發明設計了一種LED芯片，其解決了以下技術問題是：

（1）N型電極區域相對小，很難與PCB板的相應區域對位，會影響到封裝效果和LED產品的優良率；

（2）N型電極位置比P型電極位置高很多，很容易造成虛焊、脫焊情形；

（3）為制作N型電極，往往要人為地去掉很大一部分有源區，這樣大大地減少了器件的發光面積，直接影響了LED發光效率。

為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案：

一種LED芯片，包括P型電極區（17）和N型電極區（18），所述P型電極區（17）從下至上依次包括襯底（1）、緩沖層（2）、N型層（3）、N型分別限制層（4）、發光區層（5）、P型分別限制層（6）、P型層（7）、P型歐姆接觸層（8）、光反射層（9）以及絕緣介質膜（13），所述N型電極區（18）從下至上依次包括襯底（1）、緩沖層（2）、N型層（3）以及絕緣介質膜（13），P型電極（21）下端穿過所述絕緣介質膜（13）與光反射層（9）連接，P型電極（21）上端與第一PCB板（24）連接，所述襯底（1）由上凹孔結構（26）和下凹孔結構（27）組合而成。所述N型電極（22）為階梯結構；所述N型電極（22）的下端穿過所述絕緣介質膜（13）與所述N型層（3）連接；所述N型電極（22）的中間部分貼在垂直部分的絕緣介質膜（13）上；所述N型電極（22）的上端位于最上方絕緣介質膜（13）之上并且向P型電極（21）的位置延伸，所述N型電極（22）的上端與第二PCB板（23）連接，所述N型電極（22）的上端與P型電極（21）存在相同高度的或近似高度的共同錫焊面。

進一步，所述上凹孔結構（26）的各個凹孔直徑大于都所述下凹孔結構（27）各個凹孔的直徑。

進一步，所述P型電極（21）上端通過焊錫與第一PCB板（24）進行固定。

進一步，所述P型電極（21）通過所述第一PCB板（24）與散熱板（25）進行固定連接。

進一步，所述P型電極（21）上端通過焊錫與第二PCB板（23）進行固定。

進一步，所述N型電極（22）通過所述第二PCB板（23）與散熱板（25）進行固定連接。

進一步，所述絕緣介質膜（13）的厚度在150nm-450nm之間。

進一步，所述襯底（1）的材質為藍寶石、碳化硅或GaN。