[實用新型]一種紫外LED倒裝芯片

有效

• 申請號: 201720562525.3
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN206976385U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 何苗;楊思攀;熊德平;王成民
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/14;H01L33/22;H01L33/38;H01L33/44;H01L33/64;H01L23/60
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本實用新型涉及LED芯片制造技術領域，尤其涉及一種紫外LED倒裝芯片。

背景技術

紫外LED產品在近幾年備受關注，具有節能環保、省電、高效率、響應速度快、使用壽命長、且不含汞等優點。紫外LED產品為了獲得所需要的光效、亮度以及殺菌消毒效果，在LED芯片材料外延生長、制備等工藝過程中進行不同濃度的摻雜以及后期刻蝕等處理。

與傳統紫外汞燈相比，紫外LED芯片有著壽命長、電壓低、波長可調、環保、方向性好、迅速切換、抗震耐潮、輕便靈活等優點。已有技術中的紫外LED倒裝焊芯片及其外延結構，通過將電極、共晶焊料、導電布線層等固晶到基板上，進而完成芯片的封裝，該制備方式會導致芯片散熱不理想、漏電、材料對光線的吸收大，易氧化污染、可靠性差以及紫外LED燈珠對靜電較為敏感、容易受到外界靜電的危害，造成芯片失效等問題。因此，隨著技術的發展，已有的紫外LED倒裝芯片將不再成為未來新型應用的主流。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種散熱性好、出光率高、防靜電危害的紫外LED倒裝芯片。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種紫外LED倒裝芯片，主要包括從下往上依次設置的基板、用于連接外部線路的布線層和芯片外延層。

具體的，所述芯片外延層內部采用三明治結構，主要包括通過外延生長工藝由上而下依次設置的襯底、緩沖層、未摻雜型AlGaN層、n型AlGaN層、量子阱有源區、p型AlGaN層、p型GaN層、用于連接外部電路的n電極和p電極。所述芯片外延層的一側通過刻蝕工藝去除量子阱有源區、p型AlGaN層和p型GaN層的一部分，使芯片外延層的一側形成凹陷，該凹陷區域用于設置n電極，與量子阱有源區以上區域一同構成n型半導體區域，而所述芯片外延層的另一側未經過刻蝕處理，量子阱有源區以下區域構成p型半導體區域。

具體的，所述n型半導體區域內設有貫穿整個n型AlGaN層的第一內部接觸層和用于包裹第一內部接觸層的第一絕緣層。所述n電極的一端分別與第一內部接觸層和n型AlGaN層連接，另一端固定連接在布線層上。所述p型半導體區域內設有多個第二內部接觸層和用于包裹第二內部接觸層的第二絕緣層，所述第二內部接觸層和第二絕緣層從n型AlGaN層向下依次貫穿至p型GaN層，所述p電極的一端與第二內部接觸層連接，另一端固定連接在布線層上。所述第一內部接觸層的直徑小于n電極，所述第二內部接觸層的直徑小于p電極。這樣設計的目的在于，n型半導體區域的第一內部接觸層與p型半導體區域的第二內部接觸層接觸并導通，從而共同構成一條用于釋放靜電的通道；當芯片正常工作發光時，內部pn結正向導通，電流主要從p電極流進芯片外延層，并從n電極流出；當芯片受到外界的高壓靜電時，內部pn結反向截止，第一內部接觸層和第二內部接觸層導通，形成電流釋放通道(電流流向從第一內部接觸層到第二內部接觸層)，靜電電流從該通道中流過，使芯片免受靜電擊穿傷害。

另外，所述布線層上設有用于隔離n電極和p電極的隔離跑道，該隔離跑道用于n電極和p電極之間的電氣隔離。

進一步的，所述芯片外延層還包括提高出光率的反射層，所述反射層設置在p型GaN層與p電極之間，部分光線向下射到反射層后會被反射回來，從而減少光線的損失，提高芯片的出光率。同時，所述第二內部接觸層和第二絕緣層均貫穿所述反射層。

再進一步的，所述芯片外延層還包括用于加快芯片散熱的透明導電層；所述透明導電層設置在反射層與p電極之間，這樣設置既能增加透明導電層與p電極的接觸面積，又能將芯片產生的熱量快速散去，增強芯片的散熱效果，提高芯片的出光率。同時，所述第二內部接觸層貫穿所述透明導電層，而所述第二絕緣層只貫穿至反射層。

進一步的，所述芯片外延層還包括用于提高出光效率的電流擴展層和電子阻擋層。所述電流擴展層設置在n型AlGaN層與量子阱有源區之間，有助于載流子向上流動，增強出光效果。所述電子阻擋層設置在量子阱有源區與p型AlGaN層之間，用于減緩或阻礙載流子向下流動，以減弱向下的出光效果。

進一步的，所述芯片外延層還包括成核層和AlN/AlGaN超晶格。所述成核層設置在緩沖層與未摻雜型AlGaN層之間，所述AlN/AlGaN超晶格設置在未摻雜型AlGaN層與n型AlGaN層之間，減小了材料內部之間的由于熱應力、晶格失配以及線性位錯等引起的缺陷，有效提高了晶體質量。