一种LED管芯片及LED管制造技术

一种LED管芯片，包括衬底，和依次覆盖在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层和设置于P型半导体层上的P型电极，其特征在于：所述P型电极包括有第一电极接触层，所述第一电极接触层上设置有电流阻挡层，所述P型半导体层上除电流阻挡层覆盖的区域以外设置有电流扩散层，所述电流阻挡层上设置有第二电极接触层，所述第二电极接触层上设置有第三电极接触层，所述第二电极接触层和第三电极接触层包裹所述电流阻挡层并与电流扩散层欧姆接触，所述第三电极接触层上设置有材料为金的电极焊线层。2、根据权利要求1所述的一种LED管芯片,其特征在于：所述第一电极接触层的材料为：Ti或Cr或Al或Ag或Pt，所述电流阻挡层的材料为：TiO2或Al2O3或SiO2或Si3N4或ZnO。3、根据权利要求1所述的一种LED管芯片,其特征在于：所述第二电极接触层的材料为：Ti或Ni，所述第三电极接触层的材料为Au或Pt或Cr或Wu或Pd。4、一种LED管，包括支架、安装于支架上芯片、电连接芯片与支架的焊线和焊点、覆盖所述支架和芯片的封装胶体，将芯片固定在支架上的导电胶，所述芯片包括衬底，和依次覆盖在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层和设置于P型半导体层上的P型电极，其特征在于：所述P型电极包括有第一电极接触层，所述第一电极接触层上设置有电流阻挡层，所述P型半导体层上除电流阻挡层覆盖的区域以外设置有电流扩散层，所述电流阻挡层上设置有第二电极接触层，所述第二电极接触层上设置有第三电极接触层，所述第二电极接触层和第三电极接触层包裹所述电流阻挡层并与电流扩散层欧姆接触，所述第三电极接触层上设置有材料为金的电极焊线层，所述焊线和焊点材料为：?Au、Al、Ag、Pd或Cu。5、根据权利要求4所述的一种LED管,其特征在于：所述第一电极接触层的材料为：Ti或Cr或Al或Ag或Pt，所述电流阻挡层的材料为：TiO2或Al2O3或SiO2或Si3N4或ZnO。6、根据权利要求4所述的一种LED管,其特征在于：所述第二电极接触层的材料为：Ti或Ni，所述第三电极接触层的材料为Au或Pt或Cr或Wu或Pd。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种焊线成本低，焊点可靠的LED管芯片及LED管。一种LED管芯片，包括衬底，和依次覆盖在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层和设置于P型半导体层上的P型电极，所述P型电极包括有第一电极接触层，所述第一电极接触层上设置有电流阻挡层，所述P型半导体层上除电流阻挡层覆盖的区域以外设置有电流扩散层，所述电流阻挡层上设置有第二电极接触层，所述第二电极接触层上设置有第三电极接触层，所述第二电极接触层和第三电极接触层包裹所述电流阻挡层并与电流扩散层欧姆接触，所述第三电极接触层上设置有材料为金的电极焊线层。【专利说明】—种LED管芯片及LED管
本技术涉及一种LED管芯片及LED管，尤其一种LED管芯片上的电极结构及采用该芯片的LED管。
技术介绍
所谓的LED管(LED)就是将具备直接能隙的半导体材料层做成P/N 二极管，在热平衡的条件下，大部份的电子没有足够的能量跃升至导电带。再施以顺向偏压，则电子会跃升至导电带，而电子在原价键带上的原位置即产生空穴。在适当的偏压下，电子、空穴便会在P/N节区域(P-N Juction)结合而发光，电源的电流会不断的补充电子和空穴给负N型半导体和正P型半导体，使得电子、空穴结合而发光得以持续进行。LED发光的原理是电子和空穴的结合，电子所带的能量，以光的形式释放出来，称为自发放射。一般LED所放出的光便是属于此种类型。一颗传统的蓝绿光芯片架构如图1所示，可分成正极焊点01、透明电极02、正型氮化镓03、发光层04、极焊点05、负型氮化镓06、本质型氮化镓缓冲07、蓝宝石衬底8组成。其电极结构是直接在正型氮化镓03和负型氮化镓06上蒸发镀金或溅射镀金的Cr，Pt，Au。采用这种电极结构的芯片在封装是必需使用材料为金的连接线，且由于共金性不好，焊线质量不可靠。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种封装成本低、焊线质量可靠的LED管芯片及采用该芯片的LED管。本技术解决其技术问题所采用的技术手段是:一种LED管芯片，包括衬底，和依次覆盖在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层和设置于P型半导体层上的P型电极，所述P型电极包括有第一电极接触层，所述第一电极接触层上设置有电流阻挡层，所述P型半导体层上除电流阻挡层覆盖的区域以外设置有电流扩散层，所述电流阻挡层上设置有第二电极接触层，所述第二电极接触层上设置有第三电极接触层，所述第二电极接触层和第三电极接触层包裹所述电流阻挡层并与电流扩散层欧姆接触，所述第三电极接触层上设置有材料为金的电极焊线层。一种LED管，包括支架、安装于支架上芯片、电连接芯片与支架的焊线和焊点、覆盖所述支架和芯片的封装胶体，将芯片固定在支架14上的导电胶141，所述芯片包括衬底，和依次覆盖在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层和设置于P型半导体层上的P型电极，其特征在于:所述P型电极包括有第一电极接触层，所述第一电极接触层上设置有电流阻挡层，所述P型半导体层上除电流阻挡层覆盖的区域以外设置有电流扩散层，所述电流阻挡层上设置有第二电极接触层，所述第二电极接触层上设置有第三电极接触层，所述第二电极接触层和第三电极接触层包裹所述电流阻挡层并与电流扩散层欧姆接触，所述第三电极接触层上设置有材料为金的电极焊线层，所述焊线和焊点材料为:Au、Al、Ag、Pd、Cu或前述两种以上的合金材料的组合合金。本技术的有益效果是:本技术采用依次镀上的第一电极接触层、电流阻挡层、电流扩散层、第二电极接触层、第三电极接触层及最后在第三电极接触层上用化学方法镀上材料为金的电极焊线层的结构。由于采用该方法获得的电流焊线层的质地比较软，焊接性能好，在后续封装时，可以选择价格低廉的焊线材料如Al、Ag、Pd和Cu以降低成本，即使选择Au为焊线也可以形成比现有的电极结构更可靠的焊点。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术LED芯片的结构不意图；图2是双电极LED芯片的正面结构示意图；图3是图2A-A方向剖面的一种结构示意图；图4是图2A-A方向剖面的另一种结构示意图；图5是单电极LED芯片剖面的结构示意图；图6是双电极LED芯片焊线结构不意图；图7是双电极LED芯片封装结构示意图；图8是单电极LED芯片封装结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明。实施例1，参考图2、图3和图4，一种LED管芯片电极的制造方法，包括在衬底I上依次生长出N型半导体层2，发光层3和P型半导体层4 ;在所述P型半导体层上刻蚀部分区域，去除该区域的P型半导体层4、发光层3至显露负N型半导体层2 ;显露的N型半导体层2形成N型电极区21，用于制作N型电极22，未被蚀刻的P型半导体层4形成P型电极区41，用于制作P型电极42，所述P型电极42的制作方法包括以下步骤:1)在所述P型电极区41上需要制作P型电极42的区域镀上与P型半导体层4非奥姆接触的第一电极接触层10 ;2)在所述第一电极接触层10上镀上电流阻挡层5 ;3)在所述P型电极区41上，未被上述第一电极接触层10和电流阻挡层5覆盖的区域镀上电流扩散层6 ;4)在所述电流阻挡层5上镀上与电流扩散层6欧姆接触的第二电极接触层11 ；5)在所述第二电极接触层11上镀上第三电极接触层7 ；6)在所述第三电极接触层上采用化学方法镀上材料为金的电极焊线层8。具体是，选用制作好的LED外延片，其包括蓝宝石衬底1，蓝宝石衬底I上生长有氮化镓材料的N型半导体层2、铟镓氮材料的发光层3以及氮化镓材料的P型半导体层4。在P型半导体层4上蚀刻部分区域，蚀刻深度穿过发光层2至显露N型半导体层，所显露的N型半导体层为N型电极区21，用于制作N型电极22 ;而P型半导体层4上未被蚀刻的区域为P型电极区41，用于制作P型电极42。由于电流阻挡层5的材料与P型半导体层粘合不可靠，故在制作电流阻挡层5时，先在P型电极区41上，拟设计P型电极42的区域镀上Ti或Cr或Al或Ag或Pt材料，形成第一电极接触层10 ;再在该第一电极接触层10镀上Ti02或A1203或Si02或Si3N4或ZnO，形成电流阻挡层5，从而防止因电流阻挡层的粘合性不好而造成电极脱落。然后在P型电极区41上，未被上述第一电极接触层10和电流阻挡层5覆盖的区域镀上电流扩散层6。再在电流扩散层6上，用Ti或Ni覆盖所述电流阻挡层5作为第二电极接触层11，并在所述第二电极接触层11上镀上Au或Pt或Cr或Wu或Pd作为第三电极接触层7。所述第二电极接触层11和第三电极接触层7均与电流扩散层6形成良好的欧姆接触。电流通过第二电极接触层11和第三电极接触层7流向电流扩散层6，电流扩散层6将电流更均匀扩散到阻挡层外5的发光层3。第二电极接触层11的目的也为了更好的将第三电极接触层7附着在电流阻挡层5上；而镀第三电极接触层7的目的是为了在后续采用化学方式镀材料为金的电极焊线层8时，诱使金沉淀在其上。所述化学镀金是利用化学还原反应的原理，使溶液中的金离子在第三电极接触层上成为金析出，主要反应方程式如下:R+H20 — 0x+H.+e NaAu (SO3) 2 — Au.+Na.+2 (SO3)e+Au++2e — Au2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED管芯片，包括衬底，和依次覆盖在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层和设置于P型半导体层上的P型电极，其特征在于：所述P型电极包括有第一电极接触层，所述第一电极接触层上设置有电流阻挡层，所述P型半导体层上除电流阻挡层覆盖的区域以外设置有电流扩散层，所述电流阻挡层上设置有第二电极接触层，所述第二电极接触层上设置有第三电极接触层，所述第二电极接触层和第三电极接触层包裹所述电流阻挡层并与电流扩散层欧姆接触，所述第三电极接触层上设置有材料为金的电极焊线层。2、根据权利要求1所述的一种LED管芯片,其特征在于：所述第一电极接触层的材料为：Ti或Cr或Al或Ag或Pt，所述电流阻挡层的材料为：TiO2或Al2O3或SiO2或Si3N4或ZnO。3、根据权利要求1所述的一种LED管芯片,其特征在于：所述第二电极接触层的材料为：Ti或Ni，所述第三电极接触层的材料为Au或Pt或Cr或Wu或Pd。4、一种LED管，包括支架、安装于支架上芯片、电连接芯片与支架的焊线和焊点、覆盖所述支架和芯片的封装胶体，将芯片固定在支架上的导电胶，所述芯片包括衬底，和依次覆盖在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层和设置于P型半导体层上的P型电极，其特征在于：所述P型电极包括有第一电极接触层，所述第一电极接触层上设置有电流阻挡层，所述P型半导体层上除电流阻挡层覆盖的区域以外设置有电流扩散层，所述电流阻挡层上设置有第二电极接触层，所述第二电极接触层上设置有第三电极接触层，所述第二电极接触层和第三电极接触层包裹所述电流阻挡层并与电流扩散层欧姆接触，所述第三电极接触层上设置有材料为金的电极焊线层，所述焊线和焊点材料为：?Au、Al、Ag、Pd或Cu。5、根据权利要求4所述的一种LED管,其特征在于：所述第一电极接触层的材料为：Ti或Cr或Al或Ag或Pt，所述电流阻挡层的材料为：TiO2或Al2O3或SiO2或Si3N4或ZnO。6、根据权利要求4所述的一种LED管,其特征在于：所述第二电极接触层的材料为：Ti或Ni，所述第三电极接触层的材料为Au或Pt或Cr或Wu或Pd。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晶，叶国光，
申请(专利权)人：刘晶，
类型：实用新型
国别省市：