一种高压发光二极管芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压发光二极管芯片，属于半导体照明技术领域。该芯片包括：衬底层、依次层叠在衬底层上的第一半导体层、发光层、第二半导体层和透明导电层，芯片上设有凹槽，凹槽从透明导电层延伸至第一半导体层，凹槽内设有用于将芯片分割成多个子芯片的隔离槽，隔离槽从第一半导体层延伸至衬底层，芯片上还设有第一电极、第二电极和电气连接结构，第一电极设于透明导电层上，第二电极设于凹槽的第一半导体层上，电气连接结构将一个子芯片的透明导电层与另一个子芯片的第一半导体层连接，凹槽的侧壁与第一半导体层的顶面之间的锐角为15～45度，隔离槽的侧壁与衬底层的顶面之间的锐角为40～60度。本实用新型专利技术通过上述方案增强了芯片可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体照明
，特别涉及一种高压发光二极管芯片。
技术介绍
发光二极管芯片是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，是目前最优前景的新一代光源，广泛应用于人们的日常生活中。现有的发光二极管芯片为了提高发光亮度，一般会增大芯片的面积，提高注入电流。但如果其P、N电极设计稍有不平衡，这样的发光二极管芯片就会产生电流的丛聚效应，从而降低其发光效率和可靠性。现有技术中，通过在发光二极管芯片上刻蚀用于将芯片分割成多个相互隔离的子芯片的隔离槽，该隔离槽刻蚀至芯片的衬底层；隔离槽中填充有绝缘物质，以形成绝缘层；绝缘层上面平滑铺设有将各个子芯片连接起来的电气连接结构，从而使电流均匀扩展，避免了电流的丛聚效应。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题现有技术中，隔离槽的侧壁即为子芯片的侧壁，该侧壁与衬底层的表面近似垂直，降低了子芯片侧壁的利用率，同时也不利于绝缘层和电气连接结构的平滑铺设，容易造成子芯片间的短路或断路，降低了芯片的可靠性。
技术实现思路
为了提高芯片的利用率，增强芯片的可靠性，本技术实施例提供了一种高压发光二极管芯片。所述技术方案如下本技术实施例提供了一种高压发光二极管芯片，所述芯片包括衬底层、依次层叠在所述衬底层上的第一半导体层、发光层、第二半导体层和透明导电层，所述芯片上设有凹槽，所述凹槽从所述透明导电层延伸至所述第一半导体层，所述凹槽内设有用于将所述芯片分割成多个子芯片的隔离槽，所述隔离槽从所述第一半导体层延伸至所述衬底层，所述芯片上还设有第一电极、第二电极和电气连接结构，所述第一电极设于所述透明导电层上，所述第二电极设于所述凹槽的所述第一半导体层上，所述电气连接结构将一个所述子芯片的透明导电层与另一个所述子芯片的第一半导体层连接，所述凹槽的侧壁与所述第一半导体层的顶面之间的锐角为15 45度，所述隔离槽的侧壁与所述衬底层的顶面之间的锐角为40 60度。优选地，所述凹槽的侧壁与所述第一半导体层的顶面之间的锐角为30度。优选地，所述隔离槽的侧壁与所述衬底层的顶面之间的锐角为45度。 优选地，所述第一电极和所述第二电极分布在所述芯片的对角上。优选地，每个所述子芯片之间相互串联。优选地，每个所述子芯片的发光区面积相同。可选地，所述子芯片11的数量为2 17颗。可选地，所述芯片为正方形。3本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过使隔离槽的侧壁与衬底层的顶面之间形成光滑的锐角为40 60度，有利于隔离槽内后期透明导电层的完全去除，防止了短路，从而提高了芯片的可靠性，并且增大了子芯片侧壁出光的面积，从而增加了芯片侧面的出光效果，提高了光的提取效率和发光亮度。同时在凹槽的侧壁与第一半导体层的顶面之间以及隔离槽的侧壁与衬底层的顶面之间形成一定的角度，有利于绝缘层和电气连接结构的平滑铺设，避免子芯片间的短路和短路。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本技术实施例中提供的一种高压发光二极管芯片的结构示意图；图2是本技术实施例中提供的一种高压发光二极管芯片的部分截面示意图。附图中，各标号所代表的组件列表如下I衬底层；21第一半导体层；22发光层；23第二半导体层；3凹槽；4隔离槽；5绝缘层；6透明导电层；71第一电极；72第二电极；73电气连接结构；10芯片；11子芯片。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例参见图I和图2，本技术实施例提供了一种高压发光二极管芯片10，该芯片10包括衬底层I、依次层叠在衬底层I上的第一半导体层21、发光层22、第二半导体层23和透明导电层6，芯片10上设有凹槽3，凹槽3从透明导电层6延伸至第一半导体层21，凹槽3内还设有用于将芯片10分割成多个子芯片11的隔离槽4，隔离槽从第一半导体层21延伸至衬底层1，芯片10上还设有第一电极71、第二电极72和电气连接结构73，第一电极71设于透明导电层6上,第二电极72设于凹槽3的第一半导体层21上，电气连接结构73将一个子芯片11的透明导电层6与另一个子芯片11的第一半导体层21连接，凹槽3的侧壁与第一半导体层21的顶面之间的锐角为15 45度，隔离槽4的侧壁与衬底层I的顶面之间的锐角为40 60度。具体地，电气连接结构73可以通过铺设金属层实现，金属层铺设在两个相邻的子芯片11之间，且金属层一端与一个子芯片11的第一半导体层21连接，另一端与另一个子芯片11的透明导电层23连接。优选地，凹槽3的侧壁与第一半导体层21的顶面之间的锐角为30度。优选地，隔离槽4的侧壁与衬底层I的顶面之间的锐角为45度。具体地，通过刻蚀隔离槽4和凹槽3，使得透明导电层经过两次光刻和腐蚀，完全去除了隔离槽4内的透明导电层6，从而使得提高了高压LED芯片的可靠性。具体地，隔离槽4内设有绝缘层5，通过在隔离槽4内填充绝缘物质实现铺设绝缘层5，由于隔离槽4是设置在凹槽3内，且隔离槽4的侧壁与衬底层I的顶面之间的锐角为45度，从而减少了绝缘层5铺设的深度，降低了填充工艺的复杂度，提高了填充的可行性。优选地，第一电极71和第二电极72分布在芯片10的对角上。具体地，第一电极71为P电极，第二电极72为N电极。优选地，每个子芯片11的发光区面积相同。通过使每个子芯片11的发光面积相同，实现了电流密度一致，子芯片11的发光亮度和衰减幅度一致，提高整个高压LED芯片的可靠性。可选地，在本实施例中，子芯片11的数量为2 17颗。在其他实施例中子芯片11的数量也可以为大于17颗，在此并不对子芯片11的数量作限定。通过将芯片10隔离为子芯片11，并在子芯片之间实现电气连接73，可以简化后期独立小芯片串联封装的工艺。可选地，芯片10为正方形。在具体实施方案中，该高压发光二极管芯片工作时，其工作电压为20-28V，封装后可作为模块化发光单元直接用于24V直流电源，也可以通过多个芯片10串并联，用于更高电压下的交直流电源。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过使隔离槽的侧壁与衬底层的顶面之间形成光滑的锐角为40 60度，有利于隔离槽内后期透明导电层的完全去除，防止了短路，从而提高了芯片的可靠性，并且增大了子芯片侧壁出光的面积，从而增加了芯片侧面的出光效果，提高了光的提取效率和发光亮度。同时在凹槽的侧壁与第一半导体层的顶面之间以及隔离槽的侧壁与衬底层的顶面之间形成一定的角度，有利于绝缘层和导电连接层的平滑铺设，避免子芯片间的短路和短路。并且该芯片隔离为子芯片，在子芯片之间形成电器连接，简化了后期独立小芯片串联封装的工艺。另外该芯片能够适应高压交直流的运用，节省了变压器能量转换的损耗，并降低了成本。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压发光二极管芯片，所述芯片包括衬底层、依次层叠在所述衬底层上的第一半导体层、发光层、第二半导体层和透明导电层，所述芯片上设有凹槽，所述凹槽从所述透明导电层延伸至所述第一半导体层，所述凹槽内设有用于将所述芯片分割成多个子芯片的隔离槽，所述隔离槽从所述第一半导体层延伸至所述衬底层，所述芯片上还设有第一电极、第二电极和电气连接结构，所述第一电极设于所述透明导电层上，所述第二电极设于所述凹槽的所述第一半导体层上，所述电气连接结构将一个所述子芯片的透明导电层与另一个所述子芯片的第一半导体层连接，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述第一半导体层的顶面之间的锐角为15～45度，所述隔离槽的侧壁与所述衬底层的顶面之间的锐角为40～60度。

【技术特征摘要】
1.一种高压发光二极管芯片，所述芯片包括衬底层、依次层叠在所述衬底层上的第一 半导体层、发光层、第二半导体层和透明导电层，所述芯片上设有凹槽，所述凹槽从所述透 明导电层延伸至所述第一半导体层，所述凹槽内设有用于将所述芯片分割成多个子芯片的 隔离槽，所述隔离槽从所述第一半导体层延伸至所述衬底层，所述芯片上还设有第一电极、 第二电极和电气连接结构，所述第一电极设于所述透明导电层上，所述第二电极设于所述 凹槽的所述第一半导体层上，所述电气连接结构将一个所述子芯片的透明导电层与另一个 所述子芯片的第一半导体层连接，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述第一半导体层的顶面之间的锐角为15 45度，所述隔离槽的 侧壁与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程素芬，
申请(专利权)人：华灿光电股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：