[發明專利]一種GaAs基AlGaInP單面雙電極高亮四元發光二極管燈絲及其制備方法

有效

• 申請號: 201710055014.7
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN108346723B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 劉琦;閆寶華
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/10;H01L33/06;H01L33/36;H01L33/62;H01L33/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種GaAs基AlGaInP四元發光二極管燈絲及其制備方法。包括GaAs基AlGaInP四元發光二極管芯片，在芯片的每個周期單元兩端均刻蝕形成端臺面，并在該端臺面上制作有金屬引線電極；在每個周期單元內沿芯片單元一側，經刻蝕形成對芯片單元的水平環切，并在GaAs襯底上芯片單元之間形成縫隙；對DBR層進行氧化使之成為絕緣層；裂片后以GaAs襯底為基板，周期單元內的相鄰芯片單元之間P電極與N電極導線連通，有熒光膠包覆層將各芯片單元及基板完全包覆，引腳線部分露出熒光膠包覆層外。本發明突破了LED封裝難題，使外延芯片至LED燈絲的整體成本降低55％以上，可直接進行封裝，提高封裝產出率。

技術領域

本發明涉及一種GaAs基AlGaInP單面雙電極高亮四元發光二極管燈絲及其制備方法，屬于LED燈絲制備技術領域。

背景技術

目前在LED照明市場上，一方面，國家對LED產業全力扶持；另一方面，因為LED照明燈具的生產成本居高不下，LED照明產品的零售價格過高，還難以使LED照明燈具走進千家萬戶。LED燈絲發明問世解決了這種矛盾，其獨特的造型和極高的性價比受到廣泛歡迎。從另一方面說，LED燈絲燈降低了傳統燈具廠商向LED照明領域轉型的壁壘?，F在LED燈絲燈主要由LED燈絲、驅動電源、玻璃燈柱支架、玻璃泡、以及燈頭五金件幾部分組成。這些成品組件除了LED燈絲外其它材料價格并不高，根據封裝廠統計LED燈絲占據成品BOM(物料清單)成本的81％左右。但是，目前LED燈絲的生產還存在工藝復雜,切割成本高，自動化程度低,生產效率不高，導致其生產成本始終較高。例如，CN104319342A公開的一種LED燈絲，該類LED燈絲需要散熱好的基板，且存在著熒光粉與基板受熱易剝離等問題，此外，現行封裝工藝也難避免共有的點膠異常、芯片擺歪、芯片塌陷等問題。CN 205355072U公開了一種發光二極管燈絲芯片及發光二極管燈絲，LED燈絲芯片上設有用于將LED燈絲芯片分成至少兩個子芯片的隔離槽，隔離槽從透明導電層延伸至透明基板層，隔離槽內鋪設有絕緣層，絕緣層上鋪設有電氣連接結構，至少兩個子芯片通過電氣連接結構電連接。

CN104979437A提供了一種基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，其主要是基于GaN系LED芯片制程制作LED燈絲，所制作的LED燈絲燈僅是以藍光芯片為基礎進行封白而用于照明。該發明的GaN系LED芯片是在藍寶石襯底上外延GaN層、N型GaN層、量子阱有源區、P型GaN層和透明導電層，該芯片無法將向下發射的光全部向上反射回去，出光效率有待提高。提高二極管的發光效率一直是LED技術追求的目標，提高優品率及良率，降低生產成本也是市場目標。另外，LED燈絲燈最大問題還在于散熱，若能將熱散發出來，可減少許多成本，而對于散熱起關鍵作用的就是基板，即對于基板的傳導散熱功能提出更高的要求。藍寶石的導熱性能不是很好(在100℃約為25W/(m·K))，作為基板其散熱功能也不理想。另外，藍寶石襯底也存在一些問題，例如晶格失配和熱應力失配，這會在外延層中產生大量缺陷，同時給后續的器件加工工藝造成困難。藍寶石的硬度非常高，在LED器件的制作過程中卻減薄和切割的成本較高。此外，提升光色一致性、抗冷熱沖擊性能、壽命等等技術參數也是LED燈絲改進的技術目標。由于工藝上的差異，對材料的要求各異，這也導致相關的材料廠商難以滿足LED燈絲制作工藝的技術需求。物料成本、人工成本、生產效率、良率等都是制約LED燈絲燈生產的瓶頸。

由于GaAs襯底的AlGaInP四元紅黃光系列為異面電極,即把GaAs襯底的AlGaInP四元紅黃光系列的芯片制程用于LED燈絲燈的制作存在相當的技術難度，即未見有GaAs襯底的AlGaInP四元單面雙電極高亮發光二極管的LED燈絲及制備工藝的報道。

發明內容

針對現有以上的技術不足，本發明提供了一種低成本、高產出率的LED燈絲的制備方法，特別是一種基于GaAs襯底的AlGaInP四元單面雙電極高亮發光二極管的LED燈絲制備的方法。

術語說明：

LED：發光二極管；

DBR層：布拉格反射鏡層；