一种LED芯片结构及其制造方法与流程

本发明涉及led芯片结构及其制造方法。

背景技术：

1、led发光二极管具有耗能少，使用寿命长的特点，已广泛应用于各个领域。近期，随着发光二极管照明性能指标的大幅度提高，led发光二极管在照明领域得到快速的应用和发展。

2、但是传统氮化镓基发光二极管通常生长在蓝宝石衬底上，在制作电极过程中，特别是制作n型电极时，需要蚀刻一部分的p型半导体层和发光层，然后再把n型电极连接在n型半导体层上，这种传统的结构主要存在问题是p型电极和n型电极不等高，不利于芯片的倒装和贴装，p型电极和n型电极设置较为呆板，不利于芯片结构的多样化设计，同时其在制作n型电极时，需蚀刻掉较多面积的发光层，这样会损失较多发光面积，发光效率较低。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种led芯片结构，其优化了电极的设置，降低了芯片工作电压，且可增大有效发光面积，有效提高芯片的发光效率。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种led芯片结构，包括依次堆叠之第一型半导体层、发光层和第二型半导体层，该第二型半导体层中具有暴露区，该暴露区暴露出部份第一型半导体层；该暴露区之第一型半导体层上具有第一电极延伸层；该第二型半导体层上具有第二电极延伸层；该第二型半导体层上连接一透明绝缘层，且该透明绝缘层填入该暴露区；在该透明绝缘层上具有第一通孔和第二通孔，该第一通孔位于该暴露区之透明绝缘层中且连通至该第一电极延伸层，第二通孔连通至该第二电极延伸层；在该透明绝缘层远离第二型半导体层的端面上具有第一型电极和第二型电极；该第一通孔中设有第一电极连接层，第一电极连接层连接该第一型电极延伸层与该第一型电极；该第二通孔中设有第二电极连接层，第二电极连接层连接该第二电极延伸层与该第二型电极。

3、优选该第一型半导体层为n型半导体层，该第二型半导体层为p型半导体层。

4、进一步改进结构，在该第二型半导体层与该透明绝缘层之间设置一透明电流扩散层，且把该第二电极延伸层连接在透明电流扩散层上。其可有效提高电流的扩展性能。

5、进一步改进结构，该第一型电极下方之该透明绝缘层中及/或该第二型电极下方之该透明绝缘层中具有一反射层。可以较好把发光层发出的光反射到外部，减少第一型电极和第二型电极对光的阻挡。

6、优选该第一通孔至少有两个及/或该第二通孔至少有两个。

7、优选该第一电极延伸层及/或该第二电极延伸层上视为圆形、长条形或环形。

8、优选一种该第一电极延伸层与该第二电极延伸层的布置方式，该第一电极延伸层与该第二电极延伸层上视为交错排列。

9、优选另一种该第一电极延伸层与该第二电极延伸层的布置方式，该第一电极延伸层上视为环绕该第二电极延伸层。

10、优选该透明绝缘层的厚度大于1.2um。通过增大该透明绝缘层的厚度可以增大光线的出射角度，减少电极部分的阻挡，进一步提高光效。

11、优选该第一型电极和该第二型电极的高度大致相同。有利于倒装和贴装。

12、优选该第一型电极及/或该第二型电极包括一打线部及一延伸部。以方便制造。

13、优选该第一电极连接层连接该第一型电极延伸层与该第一型电极之该延伸部及/或该第二电极连接层连接该第二电极延伸层与该第二型电极之该延伸部。

14、本发明还提供上述led芯片结构的制造方法，包括以下步骤：

15、在衬底上依次生长第一型半导体层、发光层和第二型半导体层；

16、移除部分第二型半导体层、发光层和第一型半导体层，以暴露出部分第一型半导体层并形成一暴露区；

17、在暴露区之该第一半导体层上生成第一电极延伸层；且在第二型半导体层上生成第二电极延伸层；

18、在第二型半导体层上以及该暴露区内生成透明绝缘层；

19、在透明绝缘层远离第二型半导体层的端面上形成第一通孔以及第二通孔，第一通孔使第一电极延伸层暴露于外部，第二通孔使第二电极延伸层暴露于外部；

20、在第一通孔中生成第一电极连接层，第一电极连接层连接在第一电极延伸层上，在第二通孔中生成第二电极连接层，第二电极连接层连接在第二电极延伸层上；在透明绝缘层上生成第一型电极及第二型电极，该第一型电极及该第二型电极分别电性连接于该第一电极连接层及该第二电极连接层。

21、本发明具有以下有益效果：

22、1、本发明把第一型电极和第二型电极设置在在透明绝缘层远离第二型半导体层的端面上，然后第一型电极通过第一电极连接层和第一电极延伸层连接第一型半导体层，第二型电极通过第二电极连接层和第二电极延伸层连接第二型半导体层，这样就可以方便实现电极的跨接及第一型电极和第二型电极的等高，电极的设置位置非常灵活，第一型电极和第二型电极的设置大为优化；同时其可以减少第二型半导体层和发光层的蚀刻面积，尽可能多的保留发光面积，提高了芯片的发光效率。

23、2、通过透明绝缘层，把单一平面化的电极设置，变成多层立体化电极设置，改进电流分布的导线设计，也能增加有效发光面积，提高芯片的发光效率。

24、3、在受限制的芯片面积下和蚀刻同样面积半导体层情况下，由于可以跨接和立体化的电极设置，就可以置入更多金属导线，增加电流扩散面积，达到最大电流扩散效果，利于降低芯片工作电压，增大工作电流，也能提高芯片的发光效率。

技术特征：

1.一种led芯片结构，包括：

2.根据权利要求1所述的led芯片结构，其中在该俯视图中，该第一型电极与该第二电极延伸层不重叠。

3.根据权利要求1或2所述的led芯片结构，其中该第一型电极(n-pad)及该第二型电极分别包括一打线部，该第二电极的该打线部与该第一电极延伸层不重叠及/或该第一型电极的该打线部与该第二电极延伸层不重叠。

4.根据权利要求3所述的led芯片结构，其中该第一型电极及该第二型电极分别包括延伸自该打线部之一延伸部，该第二电极的该延伸部与该第一电极延伸层不重叠及/或该第一型电极的该延伸部与该第二电极延伸层不重叠。

5.根据权利要求3所述的led芯片结构，其中第一型电极或该第二型电极的该延伸部宽度小于该打线部的宽度。

6.根据权利要求1所述的led芯片结构，其中该第一型半导体层为n型半导体层，该第二型半导体层为p型半导体层，其中该第二型半导体层与该透明绝缘层之间具有一透明电流扩散层，该第二电极延伸层连接在该透明电流扩散层上。

7.根据权利要求1的led芯片结构，更包括：第一电极连接层，位于该第一通孔中；以及第二电极连接层，位于该第二通孔中。

8.根据权利要求1所述的led芯片结构，其中该第一电极延伸层及该第二电极延伸层其中任一上视为圆形、长条形或环形，及/或其中该第一电极延伸层与该第二电极延伸层上视为交错排列。

9.根据权利要求1所述的led芯片结构，其中该透明绝缘层的厚度大于1.2um。

10.根据权利要求1所述的led芯片结构，其中该第一通孔及/或该第二通孔的直径介于3um～20um。

技术总结
本发明公开一种LED芯片结构，包括依次堆叠之第一型半导体层、发光层和第二型半导体层，第二型半导体层中具有暴露区，暴露区暴露出部分第一型半导体层；第一电极延伸层，位于暴露区之第一型半导体层上；第二电极延伸层，位于第二型半导体层上；透明绝缘层，位于第二型半导体层上，且透明绝缘层填入暴露区，透明绝缘层包括多层结构；第一通孔和第二通孔，位于透明绝缘层中，其中第一通孔位于暴露区上之透明绝缘层中且连通至第一电极延伸层，第二通孔连通至第二电极延伸层；以及第一型电极和第二型电极，位于透明绝缘层远离第二型半导体层的端面上，第一型电极延伸层与第一型电极电性连接，第二电极延伸层与第二型电极电性连接；其中在一俯视图中，第二电极与第一电极延伸层不重叠。

技术研发人员：吴哲雄,呂瞻暘,曾晓强,林聪辉,刘建科,白梅英
受保护的技术使用者：晶宇光电（厦门）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17