[發明專利]一種高壓發光二極管芯片及其制備方法

無效

• 申請號: 201210119610.4
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN103378220A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 陳萬世
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/12;H01L33/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于半導體領域，尤其涉及一種高壓發光二極管芯片及其制備方法。

背景技術

在LED普通照明市場上，目前為止主要使用的是傳統的直流發光二極管（DC?LED）芯片，而DC?LED芯片一般是在大電流低電壓下工作，為了提升使用電壓并滿足照明所需要的光通量，一般采用集成封裝（COB）結構，即將多顆DC?LED芯片串并聯。而高壓發光二極管（HV?LED）直接在芯片級就實現了微晶粒的串并聯，芯片級串并聯有以下優勢：第一，HV?LED避免了COB結構中芯片間Bin內（傳統芯片在出貨給封裝廠時是分Bin的，即按接近的光電參數分檔出貨）如波長、電壓、亮度跨度帶來的一致性問題；第二，HV?LED由于自身工作電壓高，容易實現封裝成品工作電壓接近市電，提高了驅動電源的轉換效率，由于工作電流低，其在成品應用中的線路損耗也將明顯低于傳統DC?LED芯片；第三，HV?LED減少了芯片的固晶和鍵合數量，有利于降低封裝的成本。因此，HV?LED在照明市場上具有廣闊的使用前景。

但是，本發明的發明人在對現有技術研究和實踐中發現：現有的HV?LED使用一段時間后，易出現出光效率下降和使用壽命縮短等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種高壓發光二極管芯片及其制備方法，能有效提高高壓發光二極管芯片的使用壽命和出光效率。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種高壓發光二極管芯片的制備方法，該方法包括以下步驟：

S11、在襯底上生長出具有緩沖層、n型氮化物層、發光層和p型氮化物層的外延片；

S12、在外延片上刻蝕出多個間隔排列的第一溝槽，每個第一溝槽的深度刻蝕至n型氮化物層；

S13、在每個第一溝槽的底壁上刻蝕出第二溝槽，第二溝槽的深度刻蝕至襯底且刻蝕寬度小于臺階的刻蝕寬度，在外延片上形成多個間隔排列的微晶；

S14、在相鄰微晶的負極和正極之間形成第一鈍化層；

S15、在p型氮化物層表面形成金屬反射層；

S16、在相鄰微晶的負極和正極之間沉積微晶連線，在外延片左端的金屬反射層上形成正電極，以及在外延片右端的n型氮化物層上形成負電極；

S17、在除芯片正負電極之外的區域形成第二鈍化層；

S18、在正電極和負電極上分別加厚正負電極；

S19、提供金屬化導熱陶瓷基板，所述金屬化導熱陶瓷基板包括導熱陶瓷基板，在導熱陶瓷基板上形成的正極金屬層區和負極金屬層區，在所述正極金屬層區上形成的正極共晶層，在所述負極金屬層區上形成的負極共晶層；將所述正電極與正極共晶層共晶鍵合，所述負電極與負極共晶層共晶鍵合。

本發明還提供一種高壓發光二極管芯片，包括在襯底上順序設有緩沖層、n型氮化物層、發光層和p型氮化物層的外延片，在外延片上刻蝕有多個間隔排列的第一溝槽，每個第一溝槽刻蝕至n型氮化物層，在每個第一溝槽的底壁上刻蝕有第二溝槽，每個第二溝槽刻蝕至襯底、且刻蝕寬度小于第一溝槽，所述第二溝槽之間形成微晶，在相鄰微晶的負極和正極之間設有第一鈍化層，在p型氮化物層表面設有金屬反射層，在相鄰微晶的負極和正極之間設有微晶連線，在外延片左端的金屬反射層上形成正電極，在外延片右端的n型氮化物層上形成負電極，在除芯片正負電極之外的區域設有第二鈍化層，芯片的正電極與金屬化導熱陶瓷基板上正極金屬層區形成的正極共晶層共晶鍵合，芯片的負電極與金屬化導熱陶瓷基板上負極金屬層區形成的負極共晶層共晶鍵合。

本發明提供的高壓發光二極管芯片及其制備方法中，采用晶片級倒裝工藝制作，能夠形成更好的散熱通道，形成后的芯片可以通過導熱陶瓷材料和包覆的金屬層區散熱，散熱效率高，使用壽命長，而現有的芯片通過外延片襯底例如藍寶石散熱，散熱效率低，影響芯片使用壽命。采用倒裝工藝，芯片的光從外延片的襯底方向出射，不從P層射出，因而各微晶P層上的金屬電極不會阻礙光的出射；同時，在沉積芯片正電極和微晶正電極之前先沉積有一層金屬反射層，因而能夠使出射光最大程度的從襯底一側出射，有效提高了芯片的出光效率。

附圖說明

圖1是本發明提供的HV?LED芯片制備方法的流程示意圖。

圖2是本發明提供的HV?LED芯片制備方法中外延片的結構示意圖。

圖3是本發明提供的HV?LED芯片制備方法中形成第一溝槽后的結構示意圖。

圖4是本發明提供的HV?LED芯片制備方法中形成第二溝槽后的結構示意圖。