CN111180565B - 一种倒装led芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上并将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层。本发明在倒装LED芯片的透明导电层上形成一层填平层,将外延层的凹凸结构填平,以形成平整的表面,使设置在填平层上的反射层形成全镜面反射,从而使外延层发出的光经过反射层反射后,能够集中从衬底背面出射,进而提高芯片的出光效率。

Description

一种倒装LED芯片
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域,尤其涉及一种倒装LED芯片。
背景技术
参见图1,现有的倒装LED芯片包括衬底10、设于衬底10正面的外延层20、设于外延层20上的ITO层30、设于ITO层30上的反射层40、设于反射层40上的绝缘层50、以及电极60。现有的倒装芯片,外延层20背向衬底10一侧发出的光经过反射层40反射后从衬底10的背面一侧射出。一般的外延层结构表面由于长晶的过程之中,表面会有凹凸不平,从而导致后面镀上的反射层40不能形成完全的镜面,进而使芯片产生色散,光不集中,在封装成白光后,导致光效不好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种倒装LED芯片,提高芯片的出光效果和出光效率。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上并将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上并形成全镜面反射结构,所述填平层由透明不导电材料制成,所述粘附层由透明导电材料制成。
作为上述方案的改进,所述透明不导电材料为氧化硅、氧化铝、氮化硅、二氟化镁和氮化硼中的一种或几种。
作为上述方案的改进,所述透明导电材料为ITO、Ni/Au氧化物、AzO和ZnO中的一种或几种。
作为上述方案的改进,所述填平层的厚度为300~1000nm;
所述粘附层的厚度为10~100nm。
作为上述方案的改进,所述第一孔洞的直径为3~5μm,第一孔洞的间距为3~5μm。
作为上述方案的改进,所述外延层包括依次设于衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层,所述外延层设有第二孔洞,所述第二孔洞从第二半导体层刻蚀至第一半导体层;
所述电极结构包括第一电极和第二电极,所述第一电极设置在第二孔洞裸露出来的第一半导体层上,所述第二电极贯穿反射层、粘接层和填平层并与透明导电层形成导电连接。
作为上述方案的改进,还包括保护层,所述保护层覆盖在反射层上,以保护反射层;
所述保护层由钛钨合金制成。
作为上述方案的改进,还包括绝缘层,所述绝缘层覆盖在保护层、第一电极和第二电极上,以防止侧边漏电;
所述绝缘层由绝缘材料制成。
作为上述方案的改进,所述电极结构还包括第一焊盘和第二焊盘,所述第一焊盘和第二焊盘设置在绝缘层上,且第一焊盘填贯穿所述绝缘层与第一电极导电连接,所述第二焊盘贯穿所述绝缘层与第二电极导电连接。
作为上述方案的改进,所述反射层由银制成,所述透明导电层为ITO层。
实施本发明,具有如下有益效果:
本发明在倒装LED芯片的透明导电层上形成一层填平层,将外延层的凹凸结构填平,以形成平整的表面,使设置在填平层上的反射层形成全镜面反射,从而使外延层发出的光经过反射层反射后,能够集中从衬底背面出射,进而提高芯片的出光效率。
此外,本发明在填平层上设置一层粘附层,不仅将反射层粘附在填平层上,且所述粘附层穿过所述填平层与所述透明导电层形成良好的导电连接,形成共同导电层,有效提高倒装LED芯片的电流扩展性能,可以消除因增加填平层的影响,降低倒装LED芯片的电压。
附图说明
图1是现有倒装LED芯片的结构示意图;
图2是本发明倒装LED芯片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图2,本发明提供的一种倒装LED芯片,包括衬底10、外延层20、透明导电层30、填平层40、粘附层50、反射层60、以及电极结构。
本发明的外延层20包括依次设于衬底10正面的第一半导体层21、有源层22和第二半导体层23,所述外延层20设有第二孔洞,所述第二孔洞从第二半导体层刻蚀至第一半导体层。
所述透明导电层30设置在第二半导体层上。优选的,所述透明导电层30为ITO层。为了保证透明导电层30的电流扩展性能,所述透明导电层30在第二半导体层上的厚度是一致的,因此透明导电层30不能填平外延层20上的凹凸结构。
所述电极结构包括第一电极71和第二电极72,所述第一电极71设置在第二孔洞裸露出来的第一半导体层上,所述第二电极72设置透明导电层30上。
所述填平层40设置在电解结构以外的透明导电层30上,将外延层20的凹凸结构填平,以形成平整的表面,使设置在填平层40上的反射层60形成全镜面反射。
所述外延层20的凹凸结构深度一般为200nm,为了保证填平层40能够将凹凸结构填平,优选的,所述填平层40的厚度为300~1000nm。更优的,所述填平层40的厚度为400~600nm。
由于有源层发出的光需要经过填平层40后才能被反射层60进行反射,若填平层40的厚度大于1000nm,则填平层40会吸收光线,降低芯片的出光效率。
为了不影响芯片的出光效率,且防止第一电极和第二电极之间发生短路,本发明的填平层40必须由透明不导电材料制成。优选的,所述透明不导电材料为氧化硅、氧化铝、氮化硅、二氟化镁和氮化硼中的一种或几种。上述材料不仅透光率高,还能很好地粘附在透明导电层30上,以免脱落。
需要说明的是,本发明反射层60与透明导电层30的材料相差较大,本发明制成填平层40的透明不导电材料只能很好地粘附在透明导电层30上,本发明的反射层60并不能直接附着在填平层40上。
为了保证反射层60能够附着在填平层40上形成镜面反射,本发明的粘附层50设置在填平层40和反射层60之间以将反射层60粘附在填平层40上。
为了进一步提高芯片的光电性能,所述填平层40设有若干个第一孔洞,所述第一孔洞贯穿所述填平层40。所述粘附层50填充到第一孔洞内与透明导电层30形成导电连接。具体的,所述粘附层50与透明导电层30结合形成共同导电层,以提高芯片的电流扩展能力,降低芯片的电压。
所述粘附层50由透明导电材料制成。优选的,所述透明导电材料为ITO、Ni/Au氧化物、AzO和ZnO中的一种或几种。上述材料不仅透光率高,还能将填平层40和反射层60形成良好的连接,以免反射层60脱落。
为了保证粘附层50能够起到良好的粘附作用,所述粘附层50的厚度优选为10~100nm。由于有源层发出的光需要经过粘附层50后才能被反射层60进行反射,若粘附层50的厚度大于100nm,则粘附层50会吸收光线,降低芯片的出光效率。
需要说明的是,若本发明的倒装LED芯片没有粘附层50,则反射层60不能在填平层40上形成。
为了进一步提高所述粘附层50与透明导电的结合力,降低芯片电压,优选的,所述第一孔洞的直径为3~5μm,第一孔洞的间距为3~5μm。若第一孔洞的直径大于5μm,则电极结构与导电层的接触面积过小,从而增加芯片的电压。
需要说明的是,第一孔洞的直径大小与间距大小需要相互配合,才能有效降低芯片的电压。例如:第一孔洞的直径为3μm,第一孔洞的间距为5μm的芯片电压会高于第一孔洞的直径为5μm,第一孔洞的间距为3μm的芯片电压。
此外,第一孔洞的直径为3μm,第一孔洞的间距为5μm的芯片电压会低于第一孔洞的直径为5μm,第一孔洞的间距为5μm的芯片电压。
为了提高反射层60的反射效率,本发明的反射层60为金属反射层60,优选的,所述反射层60由银制成,但不限于此。
为了防止反射层60的金属发生迁移,优选的,所述反射层60上覆盖有一次保护层80,所述保护层80由钛钨合金制成,但不限于此。
为了防止芯片漏电,本发明的倒装LED芯片还包括绝缘层90,所述绝缘层90覆盖在保护层80、第一电极71和第二电极72上。其中,需要对绝缘层90进行刻蚀,将第一电极71和第二电极72裸露出来。
优选的,所述绝缘层90由绝缘材料制成。
所述电极结构还包括第一焊盘73和第二焊盘74,所述第一焊盘73和第二焊盘74设置在绝缘层90上,且第一焊盘73与第一电极导71电连接,所述第二焊盘74与第二电极72导电连接。优选的,第一焊盘73和第二焊盘74的面积相等。
下面将以具体实施例来进一步阐述本发明
实施例1
一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上以将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上形成全镜面反射,所述填平层由氧化硅制成,所述粘附层由ITO制成,所述反射层由银制成,所述填平层的厚度为300nm,所述粘附层的厚度为10nm,所述反射层的厚度为50nm,所述第一孔洞的直径为3μm,第一孔洞的间距为3μm。
实施例2
一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上以将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上形成全镜面反射,所述填平层由氧化铝制成,所述粘附层由Ni/Au氧化物制成,所述反射层由银制成,所述填平层的厚度为500nm,所述粘附层的厚度为30nm,所述反射层的厚度为50nm,所述第一孔洞的直径为4μm,第一孔洞的间距为4μm。
实施例3
一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上以将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上形成全镜面反射,所述填平层由二氟化镁制成,所述粘附层由AzO制成,所述反射层由银制成,所述填平层的厚度为700nm,所述粘附层的厚度为60nm,所述反射层的厚度为50nm,所述第一孔洞的直径为4μm,第一孔洞的间距为4μm。
实施例4
一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上以将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上形成全镜面反射,所述填平层由氮化硼制成,所述粘附层由ZnO制成,所述反射层由银制成,所述填平层的厚度为900nm,所述粘附层的厚度为90nm,所述反射层的厚度为50nm,所述第一孔洞的直径为5μm,第一孔洞的间距为5μm。
实施例5
一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上以将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上形成全镜面反射,所述填平层由氮化硼制成,所述粘附层由ZnO制成,所述反射层由银制成,所述填平层的厚度为1200nm,所述粘附层的厚度为80nm,所述反射层的厚度为50nm,所述第一孔洞的直径为7μm,第一孔洞的间距为5μm。
实施例6
一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上以将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上形成全镜面反射,所述填平层由氧化硅制成,所述粘附层由ITO制成,所述反射层由银制成,所述填平层的厚度为1500nm,所述粘附层的厚度为100nm,所述反射层的厚度为50nm,所述第一孔洞的直径为10μm,第一孔洞的间距为4μm。
对比例1
一种倒装LED芯片,包括衬底、外延层、透明导电层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述反射层设置在透明导电层上,所述反射层由银制成,所述反射层的厚度为50nm。
将实施例1~6和对比例1的倒装LED芯片进行光电测试,所有芯片的尺寸均为5555A4,结果如下:
组别 电压(V) 亮度(mw) 波长(nm)
对比例1 2.84 600 450
实施例1 2.84 620 450
实施例2 2.83 620 450
实施例3 2.84 618 450
实施例4 2.84 618 450
实施例5 2.86 608 450
实施例6 2.97 606 450
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种倒装LED芯片,其特征在于,包括衬底、外延层、透明导电层、填平层、粘附层、反射层、以及电极结构,所述外延层设于衬底上,所述透明导电层设于外延层上,所述填平层设于透明导电层上并将外延层的凹凸结构填平,所述填平层设有若干个第一孔洞,所述粘附层设于填平层上并填充到第一孔洞内与透明导电层形成导电连接,所述反射层设于所述粘附层上并形成全镜面反射结构,所述填平层由透明不导电材料制成,所述粘附层由透明导电材料制成;
所述透明不导电材料为氧化硅、氧化铝、氮化硅、二氟化镁和氮化硼中的一种或几种;
所述透明导电材料为ITO、Ni/Au氧化物、AzO和ZnO中的一种或几种;
所述填平层的厚度为300~1000nm;
所述粘附层的厚度为10~100nm;
所述第一孔洞的直径为3~5μm,第一孔洞的间距为3~5μm。
2.如权利要求1所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述外延层包括依次设于衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层,所述外延层设有第二孔洞,所述第二孔洞从第二半导体层刻蚀至第一半导体层;
所述电极结构包括第一电极和第二电极,所述第一电极设置在第二孔洞裸露出来的第一半导体层上,所述第二电极贯穿反射层、粘接层和填平层并与透明导电层形成导电连接。
3.如权利要求2所述的倒装LED芯片,其特征在于,还包括保护层,所述保护层覆盖在反射层上,以保护反射层;
所述保护层由钛钨合金制成。
4.如权利要求3所述的倒装LED芯片,其特征在于,还包括绝缘层,所述绝缘层覆盖在保护层、第一电极和第二电极上,以防止侧边漏电;
所述绝缘层由绝缘材料制成。
5.如权利要求4所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述电极结构还包括第一焊盘和第二焊盘,所述第一焊盘和第二焊盘设置在绝缘层上,且第一焊盘填贯穿所述绝缘层与第一电极导电连接,所述第二焊盘贯穿所述绝缘层与第二电极导电连接。
6.如权利要求1所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述反射层由银制成,所述透明导电层为ITO层。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113871332A (zh) * 2020-09-30 2021-12-31 苏州辰华半导体技术有限公司 一种半导体设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007134443A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Mitsubishi Cable Ind Ltd 窒化物半導体発光ダイオード
KR20120039811A (ko) * 2010-10-18 2012-04-26 서울옵토디바이스주식회사 고효율 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법
CN204011468U (zh) * 2014-06-16 2014-12-10 江苏汉莱科技有限公司 一种led倒装芯片
CN107799638A (zh) * 2017-10-24 2018-03-13 厦门乾照光电股份有限公司 一种倒装led及其制作方法
CN211320132U (zh) * 2020-02-24 2020-08-21 佛山市国星半导体技术有限公司 一种倒装led芯片

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI361497B (en) * 2007-08-20 2012-04-01 Delta Electronics Inc Light-emitting diode apparatus and manufacturing method thereof
CN102569568A (zh) * 2010-12-21 2012-07-11 展晶科技(深圳)有限公司 Led磊晶结构及制程

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007134443A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Mitsubishi Cable Ind Ltd 窒化物半導体発光ダイオード
KR20120039811A (ko) * 2010-10-18 2012-04-26 서울옵토디바이스주식회사 고효율 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법
CN204011468U (zh) * 2014-06-16 2014-12-10 江苏汉莱科技有限公司 一种led倒装芯片
CN107799638A (zh) * 2017-10-24 2018-03-13 厦门乾照光电股份有限公司 一种倒装led及其制作方法
CN211320132U (zh) * 2020-02-24 2020-08-21 佛山市国星半导体技术有限公司 一种倒装led芯片

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