专利名称：改善热传导的led芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED芯片结构，尤其是一种改善热传导的LED芯片，属于LED芯片的技术领域。
背景技术：
LED (Lighting Emitting Diode)即发光二极管,是一种半导体固体发光器件。当前节能环保是全球重要问题，低碳生活逐渐深入人心。在照明领域，功率LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED具有节能、环保、寿命长、结构牢固，响应时间快等特点，可以广泛应用于各种普通照明、背光源、显示、指示和城市夜景等领域。 功率型LED芯片的发光效率约32%，68%的能量转换为热能，散热的问题是制约其照明领域应用的关键因素，芯片温度升高时，发光强度会下降，而且可靠性和寿命也会跟着下降。散热基本上有3种方式，一是传导式散热，二是对流式散热，三是辐射式散热。散热最主要的问题点就在面积，而辐射散热量非常小，所以最主要的是散热方式是传导和对流两方面。热模式欧姆定理A T=QR,即温差A T=热流Qx热阻R ;热阻越大，就有越大的热产生在元器件内。热传递有垂直和水平方向，垂直方向为串联方式，串联越多热阻越大，厚度相对要求越薄。水平方向为并连方式，并连热阻数越多，热传导效果越好。目前解决LED芯片热传导最好的技术为蓝宝石移除的垂直式LED，移除蓝宝石后的LED转贴至导热极佳的硅或金属基板上，大大降低了芯片的热阻。但垂直式LED相较传统水平式LED工艺繁琐，设备和原辅材料较高。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种改善热传导的LED芯片，其结构简单紧凑，降低了 LED芯片自身的热阻，提高了 LED芯片的可靠性及寿命。按照本实用新型提供的技术方案，所述改善热传导的LED芯片，包括LED芯片本体，所述LED芯片本体包括衬底及位于所述衬底上方的P电极与N电极；所述衬底对应设置P电极与N电极另一侧表面镀有反射层，所述反射层上设有键合层；衬底通过键合层与导热基板键合连接。所述导热基板为钥、铝、镍、铜、铜钨、氮化铝中材料的一种或几种。所述反射层为金属层、合金层、DBR全反射膜中的一种或几种。所述衬底的厚度为l(T50iim。所述衬底为蓝宝石基板。所述衬底上设有外延发光层，所述外延发光层包括位于衬底上的N型氮化镓层、位于N型氮化镓层上的量子阱及位于所述量子阱上的P型氮化镓层；P电极与P型氮化镓层电连接，N电极与N型氮化镓层电连接。所述键合层的材料包括金或锡。所述金属层的材料包括银或铝。[0012]本实用新型的优点LED芯片本体包括衬底，衬底上蒸镀有反射层，反射层上蒸镀有键合层，衬底通过键合层与导热基板连接成一体；LED芯片本体工作时产生的热量能通过导热基板及时高效的传导出去，降低了 LED芯片自身的热阻，提高了 LED芯片的可靠性及寿命；同时衬底减薄后，能够减少光线在衬底内传输时的吸收，提高了 LED芯片的出光效率。
图I为本实用新型的结构示意图。图疒图4为形成本实用新型结构的具体工艺步骤剖视图，其中图2为衬底上设置中转基板后的剖视图。 图3为衬底与导热基板键合后的剖视图。图4为去除图3中中转基板后的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图f图4所示本实用新型包括导热基板I、键合层2、反射层3、衬底4、外延发光层5、N电极6、P电极7、保护层8、中转键合层9、中转基板10及LED芯片本体11。如图I所示为了降低LED芯片本身的热阻，提高LED芯片的可靠性及寿命，本实用新型包括LED芯片本体11，所述LED芯片本体11包括衬底4，所述衬底4的上方设有P电极7与N电极6 ;衬底4对应设置N电极6与P电极7另一侧的表面镀有反射层3,所述反射层3上设有键合层2，衬底4通过键合层2与导热基板I键合连接成一体。导热基板I具有良好的散热性能，导热基板I的材料为钥、铝、镍、铜、铜钨、氮化铝中的一种或几种。反射层3为金属层、合金层、DBR (分布式布拉格反射镜)全反射膜中的一种或几种；其中，金属层为铝或银，合金层为铝或银的多层复合结构；键合层2为金或锡；通过反射层3能提高出光效率，同时，通过导热基板I能够将LED芯片本体11工作时产生的热量及时散发出去，改善LED芯片本体11的热传导性能。所述衬底4为蓝宝石基板，为了减少蓝宝石基板的热阻和光在蓝宝石基板内传输过程的吸收，将衬底4进行减薄，衬底4的厚度为1(T50 u m,能大大降低LED芯片本身的热阻并提高LED芯片的整体出光效率。N电极6、P电极7通过外延发光层5与衬底4相连，所述外延发光层5包括覆盖于衬底4表面上的N型氮化镓层，所述N型氮化镓层上覆盖有量子阱，所述量子阱上设有P型氮化镓层，其中，N电极6与N型氮化镓层电连接，P电极7与P型氮化镓层电连接。如图2 图4所示为了能够形成上述结构，可以通过下述步骤实现，具体地a、提供衬底4，并在衬底4上生长外延发光层5 ;在所述外延发光层5的表面上淀积保护层8，且在所述保护层8的表面上蒸镀一层中转键合层9 ;保护层8—般为二氧化硅，中转键合层9的材料为金或锡；b、提供中转基板10，中转基板10通过高压键合方式键合与中转键合层9键合连接，从而能够外延发光层5及衬底4相连，得到如图2所示的结构；中转基板10的材料一般为金属，如铝、铜、钨铜合金等；通过中转基板10能够便于实现对衬底4的减薄；[0025]C、使用研磨抛光设备对衬底4进行减薄，使得衬底4的厚度为1(T50 u m ;并通过CMP (机械化学抛光)进行抛光处理；d、在衬底4对应设置外延发光层5的另一侧表面蒸镀反射层3，并在所述反射层3上蒸镀键合层2 ；e、提供导热基板1，导热基板I通过高压键合方式与键合层2键合，从而能够与衬底4连接成一体，如图3所示；f、通过化学或物理的方式去除衬底4上方的中转基板10、中转键合层9和保护层8，得到图4中的结构；g、对上述衬底4上的外延发光层5进行所需的光刻、刻蚀、蒸镀、切割等常规工艺步骤，以形成相应的LED芯片结构，得到LED芯片本体11。 如图I所示工作时，LED芯片本体11通过P电极7、N电极6与外部电源相连。当LED芯片本体11与外部电源连接后，外延发光层5开始发光。当外延发光层5的部分光线穿过衬底4时，反射层3会将光线反射到对应设置P电极7、N电极6的表面，以提高出光效率。同时,夕卜延发光层5工作时产生的热量会作用在衬底4上，由于衬底4上的反射层3及键合层2与导热基板I均具有较好的热传导能力，且散热面积大，能够将衬底4上的热量及时传导出去，避免热量在衬底4的积聚，提高LED芯片本体11的散热效果，降低了 LED芯片自身的热阻，提高了 LED芯片的可靠性及寿命。
权利要求1.一种改善热传导的LED芯片，包括LED芯片本体(11 )，所述LED芯片本体(11)包括衬底(4)及位于所述衬底(4)上方的P电极(7)与N电极(6);其特征是所述衬底(4)对应设置P电极(7)与N电极(6)另一侧表面镀有反射层(3)，所述反射层(3)上设有键合层(2 );衬底(4 )通过键合层(2 )与导热基板(I)键合连接。
2.根据权利要求I所述的改善热传导的LED芯片，其特征是所述反射层(3)为金属层、合金层、DBR全反射膜中的一种或几种。
3.根据权利要求I所述的改善热传导的LED芯片，其特征是所述衬底(4)的厚度为10 50 u mD
4.根据权利要求I所述的改善热传导的LED芯片，其特征是所述衬底(4)为蓝宝石基板。
5.根据权利要求I所述的改善热传导的LED芯片，其特征是所述衬底(4)上设有外延发光层(5 )，所述外延发光层(5 )包括位于衬底(4)上的N型氮化镓层、位于N型氮化镓层上的量子阱及位于所述量子阱上的P型氮化镓层；P电极(7)与P型氮化镓层电连接，N电极(6 )与N型氮化镓层电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种改善热传导的LED芯片，属于LED芯片的技术领域。按照本实用新型提供的技术方案，所述改善热传导的LED芯片，包括LED芯片本体，所述LED芯片本体包括衬底及位于所述衬底上方的P电极与N电极；所述衬底对应设置P电极与N电极另一侧表面镀有反射层，所述反射层上设有键合层；衬底通过键合层与导热基板键合连接。本实用新型LED芯片本体包括衬底，衬底上蒸镀有反射层，反射层上蒸镀有键合层，衬底通过键合层与导热基板连接成一体；LED芯片本体工作时产生的热量能通过导热基板及时高效的传导出去，降低了LED芯片自身的热阻，提高了LED芯片的可靠性及寿命；同时衬底减薄后，能够减少光线在衬底内传输时的吸收，提高了LED芯片的出光效率。
文档编号H01L33/02GK202534678SQ201220068780
公开日2012年11月14日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者柯志杰, 谢志坚, 邓群雄, 郭文平, 黄慧诗 申请人:江苏新广联科技股份有限公司