发光元件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种发光元件及其制作方法，该发光元件包括沿层叠方向依次层叠的衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，还包括：第一正电极，位于所述第二导电型半导体层的正面；第一负电极，位于所述第一导电型半导体层上；第二正电极，位于所述第一正电极的正面，至少部分与所述第一正电极在层叠方向上重叠和连接；以及第二负电极，位于所述第一负电极的正面，至少部分与所述第一负电极在层叠方向上重叠和连接；其中，所述正面是指在所述层叠方向上距离所述衬底更远的表面，并且所述第二负电极的正面面积大于所述第一负电极的正面面积。本发明专利技术有效降低了发光元件封装时发生短路和断路的几率，从而提高了发光元件的封装良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光元件
，具体涉及一种。
技术介绍
图1为现有技术中氮化镓(GaN)发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的封装结构示意图，图1中的LED为倒置。如图1所示,该LED包括依次形成于衬底10上的η型氮化镓层20、发光层30及P型氮化镓层40，其中η型氮化镓层20、发光层30和ρ型氮化镓层40被蚀刻掉一部分而暴露了部分η型氮化镓层20，在该暴露的η型氮化镓层20上形成有负电极82’，在ρ型氮化镓层40上形成有正电极81’。由于蓝宝石(Sapphire)制作的衬底10不导电，故电极必须设置在发光二极管的正面(以靠近衬底10的一面为背面，与背面相对的另一面为正面)，即正电极81’位于P型氮化镓层40的正面，负电极82’位于η型氮化镓层20的正面。这种结构中，无论LED如何放置，其电流方向都是垂直的，电流散布效果差。而且在制作负电极82’时，必须将LED由P型氮化镓层40的正面蚀刻至η型氮化镓层20，且蚀刻的沟槽必须足够宽，才能通过打线的方式在η型氮化镓层20的正面形成负电极82’。这样，原本由发光层30所在的区域构成的发光区域就被蚀刻掉了一部分，从而影响了发光效果；另一方面由于蓝宝石导热性较差，因此LED发光时所产生的热量难以及时散出，从而会降低LED的性能。该LED采用覆晶(Flip Chip)方式进行封装时，通过金球(也可以是锡球)91将LED的正电极81’与基板90的正电极92连接，通过金球91将LED的负电极82’与基板90的负电极93连接。由于正电极81’与负电极82’之间的间距较小且负电极82’的正面面积较小，因此LED的正电极81’与基板90的正电极92、LED的负电极82’与基板90的负电极93很难对准，稍有偏差就会造成LED的正电极81’连接在了基板90的负电极93上，或者LED的负电极82’未连接至基板90的负电极93上，从而造成短路或断路，影响LED的封装良率。如图2所示，为了增加LED的发光区域，现有技术还提出了将负电极82’形成在η型氮化镓层20的侧面的结构。但是这种位于η型氮化镓层20的侧面的负电极82’的正面面积更小，导致在与基板90进行封装时，更容易出现短路或断路现象，而且不能够采用上述覆晶封装方式，需要先将正电极进行对准，再对准负电极，从而通用性较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何避免发光元件在封装过程中由于正负电极的间距小以及负电极的正面面积小而导致的短路、断路现象，提高封装良率。本专利技术实施例提供了一种发光元件，包括沿层叠方向依次层叠的衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，还包括:第一正电极，位于所述第二导电型半导体层的正面；第一负电极，位于所述第一导电型半导体层上；第二正电极，位于所述第一正电极的正面，至少部分与所述第一正电极在所述层叠方向上重叠和连接；以及第二负电极，位于所述第一负电极的正面，至少部分与所述第一负电极在所述层叠方向上重叠和连接；其中，所述正面是指在所述层叠方向上距离所述衬底更远的表面，并且所述第二负电极的正面面积大于所述第一负电极的正面面积。本专利技术实施例还提供了一种发光元件制作方法，包括:沿层叠方向依次层叠衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；形成第一沟槽的步骤:去除掉部分所述第一导电型半导体层、所述发光层以及所述第二导电型半导体层，使得所述第一沟槽从所述第二导电型半导体层延伸至所述第一导电型半导体层；在所述第二导电型半导体层的正面以及所述第一沟槽的底面和周面上形成电极层；第一层电极形成步骤:去除掉部分所述电极层，使得所述电极层分离成位于所述第二导电型半导体层的正面的第一正电极和位于所述第一导电型半导体层上的第一负电极；以及第二层电极形成步骤:在所述第一正电极的正面形成第二正电极，在所述第一负电极的正面形成第二负电极，其中，所述正面是指在所述层叠方向上距离所述衬底更远的表面，所述第二正电极与所述第一正电极连接，所述第二负电极与第一负电极连接，所述第二负电极的正面面积大于所述第一负电极的正面面积。本专利技术实施例提供的，通过双层电极的结构，并使得第二负电极的正面面积大于第一负电极的正面面积，有效避免了短路和断路现象，提高了发光元件的封装良率。另一方面通过将第一负电极形成于η型氮化镓层的侧面，能够有效减少发光兀件的遮光效率，并提高电流散布效率，同时由于将第一负电极至少部分地形成于η型氮化镓层的侧面，所需蚀刻掉的发光层较少，从而增加了发光区域，改善了发光元件的发光品质。再一方面由于发光层散发的热量离基板较近，因此可以导热效果更好；进一步地由于采用本专利技术提供的方法制作的发光元件可以采用覆晶技术通过粘接或焊接的方式连接到基板上，因此降低了导线连接成本。虽然形成于η型氮化镓层的侧面的第一负电极的正面面积更小，但是通过形成正面面积比第一负电极大的第二负电极，能够有效弥补第一负电极带来的不足，从而使得具有侧面电极的发光元件能够采用传统封装方式进行封装，提高了通用性。【附图说明】图1是现有技术中氮化镓发光二极管的封装结构示意图；图2是现有技术中具有侧面电极的发光二极管的结构示意图；图3 (a) - (b)分别是本专利技术一个实施例提供的发光元件的剖面图和封装结构示意图；图4 (a) - (h)分别是本专利技术一个实施例提供的发光元件制作方法的各工艺过程中发光元件的剖面图；图5是与图4 (h)所对应的立体图；图6是图5所示的发光元件的封装结构示意图；图7是本专利技术一个实施例提供的具有侧面电极的发光元件的剖面图；图8是本专利技术另一个实施例提供的具有侧面电极的发光元件的剖面图；图9 (a) - (C)分别是本专利技术一个实施例提供的具有若干第一正电极的发光元件在制作过程中的俯视图；图9 Cd)是与图9 (C)对应的立体图；图10 (a)- (b)分别是本专利技术另一个实施例提供的具有若干第一正电极的发光元件在制作过程中的俯视图；图11 (a) - (b)分别是本专利技术另一个实施例提供的发光元件的立体图和剖面图；图12是本专利技术一个实施例提供的高压发光元件的剖面图；图13是本专利技术一个实施例提供的具有高压发光元件的集成发光电路模组的剖面图；图14是本专利技术一个实施例提供的具有稳压二极管的发光元件的剖面图；图15是本专利技术一个实施例提供的具有桥式整流电路的发光元件的电路图；图16是本专利技术一个实施例提供的四个侧面具有电极的发光元件的立体图；图17是本专利技术一个实施例提供的三个侧面具有电极的发光元件的立体图；图18 (a)- (b)分别是本专利技术一个实施例提供的两个侧面具有电极的发光元件的立体图；以及图19是本专利技术一个实施例提供的一个侧面具有电极的发光元件的立体图。附图标记说明:10:衬底；20:n型氮化镓层；30:发光层；40:p型氮化镓层；50:第一沟槽；60:第二沟槽；61:保护层；62:绝缘层；63:连接槽；64:稳压二极管；65:桥式整流电路；70:反射层；80:电极层；81:第一正电极；82:第一负电极；83:第二正电极；84:第二负电极；81’:正电极；82’:负电极；90:基板；91:金球；92:正电极；93:负电极。【具体实施方式】图3 (a)是本专利技术一个实施例提供的发光元件的剖面图，该发光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包括沿层叠方向依次层叠的衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，其特征在于，还包括：第一正电极，位于所述第二导电型半导体层的正面；第一负电极，位于所述第一导电型半导体层上；第二正电极，位于所述第一正电极的正面，至少部分与所述第一正电极在所述层叠方向上重叠和连接；以及第二负电极，位于所述第一负电极的正面，至少部分与所述第一负电极在所述层叠方向上重叠和连接；其中，所述正面是指在所述层叠方向上距离所述衬底更远的表面，并且所述第二负电极的正面面积大于所述第一负电极的正面面积。

【技术特征摘要】
1.一种发光元件，包括沿层叠方向依次层叠的衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，其特征在于，还包括: 第一正电极，位于所述第二导电型半导体层的正面； 第一负电极，位于所述第一导电型半导体层上； 第二正电极，位于所述第一正电极的正面，至少部分与所述第一正电极在所述层叠方向上重叠和连接；以及 第二负电极，位于所述第一负电极的正面，至少部分与所述第一负电极在所述层叠方向上重叠和连接； 其中，所述正面是指在所述层叠方向上距离所述衬底更远的表面，并且所述第二负电极的正面面积大于所述第一负电极的正面面积。2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第二正电极与所述第二负电极之间在水平方向上的间距大于所述第一正电极与所述第一负电极之间在水平方向上的间距，其中所述水平方向是指与所述层叠方向垂直的方向。3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第二正电极的正面与所述第二负电极的正面在同一水平面上，其中所述水平面是指与所述层叠方向垂直的平面。4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，还包括用于防止所述第一正电极、所述第二正电极各自与 所述第一负电极、所述第二负电极连接的绝缘层，并且所述绝缘层至少位于所述第一正电极的不与所述第二正电极连接的正面以及所述第一负电极的不与所述第二负电极连接的正面。5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第一负电极至少部分位于所述第一导电型半导体层的侧面。6.根据权利要求5所述的发光元件，其特征在于，所述第一负电极至少还部分位于所述第一导电型半导体层的正面。7.根据权利要求5所述的发光元件，其特征在于，所述第一负电极至少还部分位于所述发光层的侧面、所述第二导电型半导体层的侧面以及所述第二导电型半导体层的正面。8.根据权利要求1-7中任一项所述的发光元件，其特征在于，所述第一负电极至少部分位于所述第一导电型半导体层的一个侧面、两个侧面、三个侧面或者四个侧面上。9.根据权利要求1-7中任一项所述的发光元件，其特征在于，还包括保护层，所述保护层位于所述第一正电极与所述第一负电极之间，并从所述第二导电型半导体层延伸至所述第一导电型半导体层。10.根据权利要求1-7中任一项所述的发光元件，其特征在于，还包括稳压二极管，所述稳压二极管被设置为与所述第二负电极和所述第一正电极连接。11.一种发光元件制作方法，其特征在于，包括: 沿层叠方向依次层叠衬底、第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层； 形成第一沟槽的步骤:去除掉部分所述第一导电型半导体层、所述发光层以及所述第二导电型半导体层，使得所述第一沟槽从所述第二导电型半导体层延伸至所述第一导电型半导体层； 在所述第二导电型半导体层的正面以及所述第一沟槽的底面和周...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴裕朝，刘艳，吴冠伟，
申请(专利权)人：东莞市正光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：