一种高压交流LED晶片模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压交流LED晶片模块，包括衬底，形成于衬底正面的半导体层，所述半导体层包括依次形成于衬底正面的缓冲层、N型半导体层、发光层以及P型半导体层，其特征在于，所述半导体层形成有隔离区，所述半导体层由隔离区隔开形成多颗LED晶粒，所述LED晶粒的半导体层成倒梯台形状，半导体层的侧面与衬底的正面形成的夹角为50°～70°，LED晶粒之间通过导电线路连接形成串联或/和并联的LED晶片模块。本实用新型专利技术具有成本低、易量产、出光效率高以及使用寿命长等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种高压交流LED晶片模块
本技术涉及一种LED晶片模块，尤其涉及一种高压交流LED晶片模块。
技术介绍
众所周知，由直流驱动的LED产品存在不少弊端。它们需要与整流器一并使用，其寿命只有2万小时，但直流电驱动的LED产品的寿命却长达5-10万小时。因此，直流驱动的LED产品“一生”便需要多次更换整流器，若应用于固定照明装置上必定造成不便。与之相反，交流LED是一类集成了各种处理技术的LED产品，它包括多种器件或内核，无需额外的变压器、整流器或驱动电路，交流电网的交流电就可以直接对其进行驱动。这使得AC LED 产品无需整流器就可以直接应用于家居及办公室交流电器插头(100-110伏特/220-230伏特)，不仅降低LED产品成本，也避免了电源变换过程中电能的损失。AC LED是双向导通模式，因而避免了静电放电问题。AC LED可匹配IlOV至220V的高压交流电，因此，AC LED可以应用于一般照明、广告牌、路灯和家用电器。韩国首尔半导体很早就开始从事AC LED的研发和推广工作。近几年，众多台湾厂商也已经在该领域投入大量的人力物力，为AC LED的研发和推广再添一把火。为实现差异化，台湾公司正在开发一种高压LED，它在结构上与AC LED类似，但集成了一个整流器。该产品采用单芯片设计，通过配置可降低驱动电流且可将发光芯片进行更广泛的分布以获得更高的发光效率。单片结构还把电光转换效率提高了 10%，另外，也减少了所需的线绑定、 简化了封装、降低了整体成本。此外，为了满足需求，高压交流LED可以定制芯片尺寸和或内核数量，而其大批量制造流程也与标准直流驱动的LED兼容。器件内核之间的绝缘性一般要求器件内核之间的隔离区将半导体层完全隔离开来，隔离区必须深至衬底处，但是由于衬底上的半导体层一般都在5um左右，使得器件内核之间的隔离区制作比较困难，目前制作工艺主要是用干法刻蚀，但是这种方法成本太高，对光刻胶的选择性要求也很高，不宜批量化生产，同时也存在使用寿命短，出光效率较低的技术难题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种高压交流LED晶片模块，该LED晶片模块具有出光效率高及使用寿命长的特点。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是一种高压交流LED晶片模块，包括衬底，形成于衬底正面的半导体层，所述半导体层包括依次形成于衬底正面的缓冲层、N型半导体层、发光层以及P型半导体层，其特征在于，所述半导体层形成有隔离区， 所述半导体层由隔离区隔开形成多颗LED晶粒，所述LED晶粒的半导体层呈倒梯台形状，半导体层的侧面与衬底的正面形成的夹角为50° 70°，LED晶粒之间通过导电线路连接形成串联或/和并联的LED晶片模块。本技术与现有技术相比的有益效果是由于本技术在半导体层由X轴隔离区和Y轴隔离区隔开形成多颗LED晶粒，LED晶粒之间通过导电线路连接形成串联或/和并联的LED晶片模块，其中LED晶粒的半导体层成倒梯台形状，这样设置可以增大半导体层的侧面发光面积，半导体层侧面发出的光也可以通过衬底正面将光反射出去，这样可以减少光损耗及避免光在半导体层内发生全反射，提高LED晶片的出光效率；同时，也避免了光能转化为热能，大大提高LED晶片模块的使用寿命，而且相对传统干法刻蚀制作工艺，成本大大降低，宜于批量化生产。优选地，所述半导体层的侧面与衬底的正面形成的夹角为55° 65°，这种结构是光在LED晶片模块内导出的较佳角度范围，该角度范围可以大大提高LED晶片模块的出光效率，同时延长LED晶片的使用寿命。优选地，所述半导体层的侧面与衬底的正面形成的夹角为60°，这种结构是光在 LED晶片模块内导出的最佳角度，该角度可以大大提高LED晶片模块的出光效率，同时延长 LED晶片的使用寿命。以下结合附图对本技术作进一步详细说明。附图说明图1为本技术LED晶片模块的立体结构示意图。图2为本技术LED晶片模块的导电线路连接结构示意图。图3为本技术LED晶片模块的另一导电线路连接结构示意图。图4为本技术在衬底上形成半导体层的结构示意图。图5为图4所示在半导体层上形成保护层及经过图形曝光工艺的示意图,图6为图5通过刻蚀保护层后的结构示意图。图7为图6所示浸泡酸性混合溶液后的结构示意图。图8为图7所示去除保护层后的结构示意图。图9为图8所示在半导体层上制作凹形台面的结构示意图。图10为图9所示在半导体层表面形成绝缘层及电极的结构示意图。图11为图10所示导电线路连接结构示意图。图12为本技术外延片的局部结构放大示意图。附图标号说明1-衬底；4-发光层；7-X轴隔离区；10-LED晶片模块；13-保护层；16-P电极；17' -N电极安装区；2-缓冲层； 5-P型半导体层 8-Y轴隔离区； 11-外延片； 14-光刻胶图形17-N电极；18-导电线路；3-N型半导体层； 6-凹形台面； 9-半导体层； 12-反射层； 15-绝缘层； 16' -P电极安装区 20-LED 晶粒。具体实施方式参照附图1、图2、图3所述，本技术提供一种高压交流LED晶片模块10，包括衬底1，形成于衬底1正面的半导体层9，所述半导体层9包括依次形成于衬底1正面的缓4冲层2、N型半导体层3、发光层4以及P型半导体层5，所述半导体层9形成有隔离区，所述隔离区包括X轴隔离区7和Y轴隔离区8，所述半导体层9由X轴隔离区7和Y轴隔离区 8隔开形成多颗LED晶粒20，LED晶粒20之间通过导电线路18连接形成串联或/和并联的LED晶片模块10，所述LED晶粒20的半导体层9呈倒梯台形状，倒梯台半导体层9的侧面与衬底1的正面形成的夹角β为50° 70° ；优选角度，倒梯台半导体层9的侧面与衬底1的正面形成的夹角β为阳° 65°，这种结构是光在LED晶片模块10内导出的较佳角度范围，该角度范围可以提高LED晶片模块10的出光效率，同时延长LED晶片的使用寿命。最佳角度，倒梯台半导体层9的侧面与衬底1的正面形成的夹角β为60°，这种结构是光在LED晶片模块10内的最佳导光角度，该角度可以大大提高LED晶片模块10的出光效率，同时也延长了 LED晶片的使用寿命。在所述衬底1的底部及侧面形成有反射层12，所述反射层12为氧化物反射层或/和金属反射层，所述氧化物为S^2或/和TiO2,也可以是 Ti3O5或Nb2O5，所述金属为Au、Al、Ag、Pt、Cr、Mo、W中的任一种，也可以是所述金属Au、Al、 Ag、Pt、Cr、Mo、W两者或多者之间的组合。 参照附图1-图12所示，本技术制造方法如下，首先，通过金属有机化学气相沉积或分子束外延技术在衬底1上生长出半导体层9形成外延片11，所述半导体层9为依次在衬底1上生长的缓冲层2、N型半导体层3、发光层4及P型半导体层5，参照4所示；接下来在外延片11的表面沉积保护层13，所述保护层13的物质为SiO2或者Si3N4，在外延片 11表面沉积保护层13的目的是为了保护半导体层9，防止后续浸泡酸性混合溶液时酸性混合溶液对半导体层9的腐蚀，在保护层13表面通过图形曝光半导体平面工艺，在保护层13 表面形成光刻胶图形14，如图5所示，采用干法或者湿法刻蚀工艺刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压交流ＬＥＤ晶片模块，包括衬底，形成于衬底正面的半导体层，所述半导体层包括依次形成于衬底正面的缓冲层、Ｎ型半导体层、发光层以及Ｐ型半导体层，其特征在于：所述半导体层形成有隔离区，所述半导体层由隔离区隔开形成多颗ＬＥＤ晶粒，所述ＬＥＤ晶粒的半导体层呈倒梯台形状，半导体层的侧面与衬底的正面形成的夹角为５０°～７０°，ＬＥＤ晶粒之间通过导电线路连接形成串联或／和并联的ＬＥＤ晶片模块。

【技术特征摘要】
1.一种高压交流LED晶片模块，包括衬底，形成于衬底正面的半导体层，所述半导体层包括依次形成于衬底正面的缓冲层、N型半导体层、发光层以及P型半导体层，其特征在于 所述半导体层形成有隔离区，所述半导体层由隔离区隔开形成多颗LED晶粒，所述LED晶粒的半导体层呈倒梯台形状，半导体层的侧面与衬底的正面形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊邦扬，叶国光，梁伏波，杨小东，曹东兴，
申请(专利权)人：广东银雨芯片半导体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44