[發明專利]一種半導體發光二極管芯片

有效

• 申請號: 201310598862.4
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103618042A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 金豫浙;馮亞萍;張溢;李佳佳;李志聰;孫一軍;王國宏
• 申請（專利權）人: 揚州中科半導體照明有限公司
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62;H01L33/14;H01L33/10
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明涉及發光二極管的生產技術領域，特別是發光二極管芯片的生產技術。

背景技術

?????隨著外延技術進步，半導體發光二極管的亮度逐年提升。芯片按功率可分大功率、中功率、小功率；大功率面臨著大尺寸芯片，但是5年前的大尺寸大功率亮度現在已經可以用中尺寸的芯片來替代了，成本更低，依次過去中尺寸的中功率芯片可以用現有的小尺寸芯片來替代；同時用來生長外延層的氮化物半導體不屬于完美晶體，生長過程中因層與層的生長條件不同，晶體失配引入缺陷，缺陷密度約為10⁹?cm^-2～10¹⁰cm^-2，即使現有技術已采用PSS襯底，仍然達到10⁵?cm^-2以上的缺陷密度，所以越大尺寸的芯片越容易受到缺陷密度的影響，導致芯片可靠性降低，良率相對小尺寸更低。因此對于上游芯片制造來說，制作中、小尺寸芯片對外延片有更高的利用率。

????然而中小尺寸芯片因其發光區較少，也大大影響了中小尺寸向更高亮度的使用。現有技術中兩個打線焊盤作為外接正極和負極處在芯片表面，一個焊盤大小尺寸都相當直徑70～100um的圓面積；現有技術，刻蝕掉N焊盤區域的發光區來制作N焊盤，隨著芯片尺寸的縮小，焊盤損失芯片發光區的效應更明顯，以典型的10mil×23mil芯片為例，焊盤所占面積約為整體芯片面積的10%。

????另外，現有焊盤生長在平的光滑面上的粘附性差，導致芯片在封裝體內受冷熱交替后將焊盤拉開脫焊。

發明內容

為解決現有技術的芯片因發光區損失引起的亮度低和焊盤粘附性的問題，本發明提出一種發光二極管芯片結構。

本發明包括在長方形基板上依次設置的N型半導體層、發光復合層和P型半導體層，在P型半導體層的中部經刻蝕裸露出的N型半導體層；長方形基板上的兩側的P型半導體層上分別設置P焊盤和N焊盤；在P焊盤和N焊盤區域外的P型半導體層上設置電流阻擋層，在電流阻擋層上設置電流擴展層；

在與P焊盤和N焊盤對應的P型半導體層上分別設置圖形化電流擴展層，在圖形化電流擴展層上分別設置電絕緣層；在P焊盤的背部、N焊盤的背部分別設置反射器；

在所述電流擴展層上設置至少兩組圖形化的P擴展電極，各P擴展電極分別與P焊盤電連接；

N焊盤電連接有N擴展電極，所述N擴展電極布置且接觸在裸露出的N型半導體層上，P擴展電極接觸在電流擴展層上。

本發明的有益效果在于：N焊盤和P焊盤下分別設有對應的圖形化電流擴展層，在發光復合區都有電子復合發光，與現有技術相比增加發光復合區面積，可有效改善芯片電流分布和發光亮度；同時圖形化的電流擴展能有效增加焊盤在表面的粘附力，提高芯片的可靠性。

為了提高焊盤在表面的粘附力，且不影響焊盤下方的半導體層載流子復合發光，本發明所述圖形化電流擴展層為表面呈網點狀圓孔的電流擴展層，所述圓孔的直徑小于10um。

另外，所述長方形基板的窄邊小于300um，這樣能更有利于焊盤下方的半導體層復合后光子從側壁的溢出。

所述反射器為常規的介質層，或鋁層，或鉑層。

所述電絕緣層為鋁的氮化物，或鋁的氧化物，或硅的氧化物，或硅的氮化物層。

附圖說明

圖1為針對N電極的剖面層狀結構示意圖

圖2為針對P電極的剖面層狀結構示意圖

圖3為針對圖形化的電流擴展層（200a）和（200b）的俯視效果圖。

具體實施方式

如圖1、2、3所示：在窄邊L（如圖3所示）小于300um的長方形基板001上依次設置有N型半導體層002、發光復合層003和P型半導體層004，在P型半導體層004的中部經刻蝕裸露出的N型半導體層002。長方形基板001上的兩側的P型半導體層004上分別設置有P焊盤101a和N焊盤102a。

在與P焊盤101a和N焊盤102a對應的P型半導體層004上分別設置圖形化電流擴展層200a和200b，并在圖形化電流擴展層200a和200b上分別設置電絕緣層201。

在P焊盤101a的背部、N焊盤102a的背部分別設置反射器211。

P焊盤101a分別與兩組圖形化的P擴展電極101b電連接，N焊盤102a電連接有N擴展電極102b。N擴展電極102b直接布置在裸露出的N型半導體層002上，?P擴展電極101b設置在電流擴展層200上。