Led 芯片及其制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種LED芯片及其制作方法。該LED芯片包括多個(gè)LED子芯片，其中，LED芯片中不同的LED子芯片的電極之間以串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式連接。與通過(guò)在多個(gè)已成型子芯片的焊盤(pán)進(jìn)行后期打線(xiàn)封裝得到的大功率LED芯片不同，本發(fā)明的LED芯片是通過(guò)直接將各LED子芯片的電極進(jìn)行連接而形成。這種直接在LED子芯片內(nèi)部進(jìn)行電極連接得到的LED芯片，在后期封裝過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行繁復(fù)的打線(xiàn)工序，能夠大大簡(jiǎn)化封裝工序，還能夠提高LED芯片的可靠性。同時(shí)，各LED子芯片內(nèi)部電極進(jìn)行連線(xiàn)后，也能夠去除原本位于LED子芯片電極上的焊盤(pán)，相應(yīng)地，能夠減少因焊盤(pán)和焊盤(pán)上的連線(xiàn)引起的遮光面積，從而提高芯片的發(fā)光強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】LED芯片及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及芯片制作領(lǐng)域，具體而言，涉及一種LED芯片及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著第三代半導(dǎo)體技術(shù)的蓬勃發(fā)展，半導(dǎo)體照明以節(jié)能，環(huán)保，亮度高，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為社會(huì)發(fā)展的焦點(diǎn)，也帶動(dòng)了整個(gè)行業(yè)上中下游產(chǎn)業(yè)的方興未艾。GaN基LED芯片是半導(dǎo)體照明的“動(dòng)力”，近年來(lái)其性能得到大幅提升，生產(chǎn)成本也不斷降低，為半導(dǎo)體照明走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)做出突出貢獻(xiàn)。
[0003]傳統(tǒng)的LED芯片為正裝結(jié)構(gòu)，其是從正面出光。正裝結(jié)構(gòu)的LED芯片，其正面布有可以與P型GaN層形成歐姆接觸的透明導(dǎo)電層，透明導(dǎo)電層越厚，導(dǎo)電性越好，然而其吸光越多。在此基礎(chǔ)上，不易使透明導(dǎo)電層同時(shí)獲得高的光提取效率和好的導(dǎo)電性能，魚(yú)與熊掌不可兼得。另外，正裝結(jié)構(gòu)的LED芯片，其P型電極和N型電極均設(shè)置在正面，具有嚴(yán)重的擋光效果。以上兩方面的因素很大程度上影響了 LED芯片的外量子效率。
[0004]此外，傳統(tǒng)的大功率型LED芯片(如5W、10W等)大多是通過(guò)在后期封裝過(guò)程中，將多顆LED芯片的焊盤(pán)以串、并聯(lián)形式封裝在本身具有電路結(jié)構(gòu)的支架中而得到的。這種方式對(duì)封裝技術(shù)要求很高，串并聯(lián)時(shí)打線(xiàn)多，不但工藝繁復(fù)，而且產(chǎn)品的可靠性難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明旨在提供一種LED芯片及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中將多顆LED芯片的焊盤(pán)進(jìn)行打線(xiàn)時(shí)工藝繁復(fù)的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種LED芯片，包括多個(gè)LED子芯片，其中，LED芯片中，不同的LED子芯片的電極之間通過(guò)引線(xiàn)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的形
式直接連接。
[0007]進(jìn)一步地，LED子芯片的電極之間通過(guò)引線(xiàn)連接，相互連接的LED子芯片的電極之間具有引線(xiàn)凹槽，引線(xiàn)形成在引線(xiàn)凹槽中。
[0008]進(jìn)一步地，LED子芯片的電極和電極之間的引線(xiàn)為一體成型。
[0009]進(jìn)一步地，多個(gè)LED子芯片包括:第一外接子芯片、第二外接子芯片以及串聯(lián)子芯片組，串聯(lián)子芯片組包括η個(gè)串聯(lián)子芯片，其中η≤I ;其中，當(dāng)η = I時(shí)，串聯(lián)子芯片組中的串聯(lián)子芯片的P電極與第一外接子芯片的N電極相連，串聯(lián)子芯片組中的串聯(lián)子芯片的N電極與第二外接子芯片的P電極相連；
[0010]當(dāng)η≥2時(shí)，串聯(lián)子芯片組中包括第I串聯(lián)子芯片和第η串聯(lián)子芯片，其中，第I串聯(lián)子芯片的P電極與第一外接子芯片的N電極相連；第η串聯(lián)子芯片的N電極與第二外接子芯片的P電極相連；串聯(lián)子芯片組的η個(gè)串聯(lián)子芯片中，沿第I串聯(lián)子芯片至第η串聯(lián)子芯片方向，后一串聯(lián)子芯片的P電極與前一串聯(lián)子芯片的N電極依次相連形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步地，多個(gè)LED子芯片包括多組串聯(lián)子芯片組；每一組串聯(lián)子芯片組中，第I串聯(lián)子芯片的P電極與第一外接子芯片的N電極相連，第η串聯(lián)子芯片的N電極與第二外接子芯片的P電極相連。
[0012]進(jìn)一步地，多個(gè)LED子芯片中，多組串聯(lián)子芯片組中串聯(lián)子芯片的數(shù)量η值相同或不同。
[0013]進(jìn)一步地，多個(gè)LED子芯片中，多組串聯(lián)子芯片組中串聯(lián)子芯片的數(shù)量η值都為I。
[0014]進(jìn)一步地，每一個(gè)串聯(lián)子芯片包括兩個(gè)芯粒，每一個(gè)串聯(lián)子芯片中的兩個(gè)芯粒共享一個(gè)P電極或共享一個(gè)N電極。
[0015]進(jìn)一步地，第一外接子芯片的P電極上具有P型焊盤(pán)，第二外接子芯片的N電極上具有N型焊盤(pán)，優(yōu)選P型焊盤(pán)、N型焊盤(pán)和LED子芯片的電極及電極之間的引線(xiàn)為一體成型。
[0016]進(jìn)一步地，LED芯片的多個(gè)LED子芯片呈陣列式結(jié)構(gòu)排列，優(yōu)選陣列式結(jié)構(gòu)的形狀為矩形、圓形、三角形或五角形。
[0017]進(jìn)一步地，LED子芯片為倒裝結(jié)構(gòu)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種LED芯片的制作方法，包括在襯底上形成多個(gè)LED子芯片的步驟，其中，在形成多個(gè)LED子芯片的步驟中，包括形成LED子芯片的電極的步驟，以及使不同的LED子芯片的電極通過(guò)引線(xiàn)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式直接連接的步驟。
[0019]進(jìn)一步地，形成多個(gè)LED子芯片的電極的步驟包括:形成各LED子芯片的電極溝槽，并根據(jù)所欲形成的各LED子芯片電極的串聯(lián)和/或并聯(lián)關(guān)系，同時(shí)在電極溝槽之間形成引線(xiàn)凹槽；在電極溝槽中形成各LED子芯片的電極，同時(shí)在引線(xiàn)凹槽中形成引線(xiàn)。
[0020]進(jìn)一步地，形成各LED子芯片的電極和引線(xiàn)之后或同時(shí)，在第一外接子芯片的P電極上形成P型焊盤(pán)，以及在第二外接子芯片的N電極上形成N型焊盤(pán)。
[0021]應(yīng)用本發(fā)明的一種LED芯片及其制作方法，該LED芯片中，與通過(guò)在多個(gè)已成型的子芯片的焊盤(pán)進(jìn)行后期打線(xiàn)封裝得到的大功率LED芯片不同，上述LED芯片是通過(guò)直接將各LED子芯片的電極進(jìn)行串聯(lián)和/或并聯(lián)連接而形成的。這種直接在LED子芯片內(nèi)部進(jìn)行電極連接得到的LED芯片，在后期封裝過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行繁復(fù)的打線(xiàn)工序，能夠大大簡(jiǎn)化封裝工序，還能夠提高LED芯片的可靠性。同時(shí)，各LED子芯片內(nèi)部電極進(jìn)行連線(xiàn)后，也能夠去除原本位于LED子芯片電極上的焊盤(pán)，相應(yīng)地，能夠減少因焊盤(pán)和焊盤(pán)上的連線(xiàn)引起的遮光面積，提高芯片的發(fā)光強(qiáng)度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0023]圖1示出了本發(fā)明一種實(shí)施方式中LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，100為第一外接子芯片；101為第一外接子芯片的P型焊盤(pán)；102為第一外接子芯片的N電極；200為第二外接子芯片；201為第二外接子芯片的P電極；202為第二外接子芯片的N型焊盤(pán)；300為第一串聯(lián)子芯片組；310為串聯(lián)子芯片，301為串聯(lián)子芯片310的P電極；302為串聯(lián)子芯片310的N電極；303為導(dǎo)電通孔，306和307為串聯(lián)子芯片310中的兩個(gè)芯粒。
【具體實(shí)施方式】[0025]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0026]正如本發(fā)明【背景技術(shù)】部分指出的，現(xiàn)有技術(shù)中的LED芯片是通過(guò)將多顆LED芯片的焊盤(pán)進(jìn)行打線(xiàn)制作而成，這種對(duì)多顆LED芯片的焊盤(pán)進(jìn)行打線(xiàn)的方法存在工藝繁復(fù)的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明發(fā)明人提供了一種LED芯片，包括多個(gè)LED子芯片，其中，LED芯片中，不同的LED子芯片的電極之間通過(guò)引線(xiàn)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式直接連接。
[0027]單個(gè)LED芯片的電路結(jié)構(gòu)往往包括一個(gè)P電極、位于P電極上的P型焊盤(pán)、一個(gè)N電極和位于N電極上的N型焊盤(pán)。P電極與芯片外延層中的P型層(比如P型GaN層)相連，N電極與芯片外延層中的N型層(比如N型GaN層)相連。P電極與N電極用以充當(dāng)芯片內(nèi)部電路的引線(xiàn)。而位于P電極上的P型焊盤(pán)和位于N電極上的N型焊盤(pán)則是用以充當(dāng)外接引線(xiàn)的焊位點(diǎn)。通過(guò)后期將多顆LED芯片的P型焊盤(pán)和N型焊盤(pán)進(jìn)行打線(xiàn)封裝，便能夠使多顆LED芯片導(dǎo)通，形成一個(gè)功率較大的LED芯片。此外，為了便于封裝打線(xiàn)，焊盤(pán)往往具有較大的面積。
[0028]與上述的通過(guò)在多個(gè)已成型的子芯片的焊盤(pán)進(jìn)行后期打線(xiàn)封裝得到的大功率LED芯片不同，本發(fā)明所提供的上述LED芯片是通過(guò)直接將各LED子芯片的電極進(jìn)行串聯(lián)和/或并聯(lián)連接而形成的。這種直接在LED子芯片內(nèi)部進(jìn)行電極連接得到的LED芯片，在后期封裝過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行繁復(fù)的打線(xiàn)工序，能夠大大簡(jiǎn)化封裝工序，還能夠提高LED芯片的可靠性。同時(shí)，各LED子芯片內(nèi)部電極進(jìn)行連線(xiàn)后，也能夠去除原本位于LED子芯片上的焊盤(pán)，相應(yīng)地，能夠減少因焊盤(pán)和焊盤(pán)上的連線(xiàn)引起的遮光面積，提高芯片的發(fā)光強(qiáng)度。 [0029]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述LED子芯片的電極之間通過(guò)引線(xiàn)連接，相互連接的LED子芯片的電極之間具有引線(xiàn)凹槽，引線(xiàn)形成在引線(xiàn)凹槽中。在引線(xiàn)凹槽中形成引線(xiàn)，通過(guò)引線(xiàn)連接各LED子芯片的電極，能夠提高LED芯片產(chǎn)品的可靠性。同時(shí)，也能夠避免通過(guò)搭接引線(xiàn)的方式在LED子芯片上形成雜亂的引線(xiàn)團(tuán)，從而減少因這些雜亂的引線(xiàn)團(tuán)引起的遮光面積，進(jìn)而提高芯片的發(fā)光強(qiáng)度。一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，LED子芯片的電極和電極之間的引線(xiàn)為一體成型。在LED芯片的制備過(guò)程中，形成各LED子芯片的電極的同時(shí)形成電極之間的引線(xiàn)，能夠簡(jiǎn)化制備工序，提聞廣品生廣效率。
[0030]本發(fā)明所提供的上述LED芯片中，各LED子芯片的電極之間的連接關(guān)系可以根據(jù)所需要的總功率和子芯片的個(gè)數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，上述多個(gè)LED子芯片包括第一外接子芯片100 ;第二外接子芯片200 ；以及串聯(lián)子芯片組300，串聯(lián)子芯片組包括η個(gè)串聯(lián)子芯片310 ;其中，η≥ 1;當(dāng)η = I時(shí)，串聯(lián)子芯片組300中的串聯(lián)子芯片的P電極301與第一外接子芯片的N電極102相連，串聯(lián)子芯片組300中的串聯(lián)子芯片的N電極302與第二外接子芯片的P電極201相連；當(dāng)η≥2時(shí)，串聯(lián)子芯片組300中包括:第I串聯(lián)子芯片，第I串聯(lián)子芯片的P電極與第一外接子芯片的N電極102相連，第η串聯(lián)子芯片，第η串聯(lián)子芯片的N電極與第二外接子芯片的P電極201相連；串聯(lián)子芯片組300的η個(gè)串聯(lián)子芯片310中，沿第I串聯(lián)子芯片至第η串聯(lián)子芯片方向，后一串聯(lián)子芯片的P電極與前一串聯(lián)子芯片的N電極依次相連形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0031]在上述LED芯片中設(shè)置第一外接子芯片和第二外接子芯片，能夠通過(guò)外接子芯片將外部電源與LED芯片連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)照明，也能夠通過(guò)外接子芯片將不同的LED芯片連接起來(lái)形成更大功率的LED芯片。上述串聯(lián)子芯片組中相鄰的兩個(gè)串聯(lián)子芯片，前一個(gè)子芯片的N電極與后一個(gè)子芯片的P電極相連，依次連接，能夠?qū)⒏鱈ED子芯片串聯(lián)起來(lái)，形成串聯(lián)式的LED芯片。
[0032]本發(fā)明上述LED芯片中，在兩個(gè)外接子芯片之間只要含有一組串聯(lián)子芯片組，就能夠得到串聯(lián)式的LED芯片。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，上述多個(gè)LED子芯片包括多組串聯(lián)子芯片組300 ;每一組串聯(lián)子芯片組300中，第I串聯(lián)子芯片的P電極與第一夕卜接子芯片的N電極相連，第η串聯(lián)子芯片的N電極與第二外接子芯片的P電極相連。
[0033]上述“多組”的含義為至少兩組。將多組串聯(lián)子芯片組中每一組的“第I串聯(lián)子芯片的P電極與第一外接子芯片的N電極相連，第η串聯(lián)子芯片的N電極與第二外接子芯片的P電極相連”，能夠?qū)⒏鹘M串聯(lián)子芯片組并聯(lián)起來(lái)，得到串、并聯(lián)相結(jié)合的LED芯片。本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力根據(jù)所需芯片的功率和各串聯(lián)子芯片組中串聯(lián)子芯片的數(shù)量調(diào)整串聯(lián)子芯片組的數(shù)目。此外，一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述多組串聯(lián)子芯片組300中串聯(lián)子芯片310的數(shù)量η值相同或不同。進(jìn)一步優(yōu)選地，上述LED子芯片中，多組串聯(lián)子芯片組300中串聯(lián)子芯片310的數(shù)量η值都為I。這樣的情況下，位于兩個(gè)外接子芯片之間的各子芯片相互之間為并聯(lián)連接。
[0034]此外，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，如圖1所示，第一外接子芯片100可以包括多個(gè)相互并聯(lián)的P電極外接子芯片，這些P電極外接子芯片的P電極相連并匯集在一個(gè)總的P電極上。而這些P電極外接子芯片的多個(gè)N電極，可以相互連接后再與一組串聯(lián)子芯片中的第一串聯(lián)子芯片的P電極相連，也可以分別與多組串聯(lián)子芯片中的多個(gè)第I串聯(lián)子芯片的P電極相連。同樣地，第二外接子芯片200可以包括多個(gè)相互并聯(lián)的N電極外接子芯片，這些N電極外接子芯片的N電極相連并匯集在一個(gè)總的N電極上。而這些N電極外接子芯片的多個(gè)P電極，可以相互連接后再與一組串聯(lián)子芯片中的第一串聯(lián)子芯片的N電極相連，也可以分別與多組串聯(lián)子芯片中的多個(gè)第η串聯(lián)子芯片的N電極相連。
[0035]本發(fā)明上述LED芯片中，只要包括一組或多組串聯(lián)子芯片組，就能夠?qū)崿F(xiàn)LED子芯片之間的串、并聯(lián)連接關(guān)系。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，每一個(gè)串聯(lián)子芯片310包括兩個(gè)芯粒306、307，306和307為兩個(gè)并聯(lián)的芯粒，每一個(gè)串聯(lián)子芯片中的兩個(gè)芯粒共享一個(gè)P電極或共享一個(gè)N電極。此處的“芯?！笔侵感酒淖钚卧恳粋€(gè)芯粒包括一個(gè)P電極和一個(gè)N電極。每一個(gè)串聯(lián)子芯片包括兩個(gè)芯粒，并將兩個(gè)芯粒共享一個(gè)P電極或共享一個(gè)N電極，相當(dāng)于每一個(gè)串聯(lián)子芯片中又包括兩個(gè)相互并聯(lián)的LED子芯片。兩個(gè)芯粒共享一個(gè)P電極或共享一個(gè)N電極，能夠進(jìn)一步減少因兩個(gè)芯粒的兩個(gè)P電極之間或兩個(gè)N電極之間的連線(xiàn)引起的遮光面積，從而進(jìn)一步提聞LED芯片的發(fā)光強(qiáng)度。當(dāng)每一個(gè)串聯(lián)子芯片包括兩個(gè)芯粒，每一個(gè)串聯(lián)子芯片中的兩個(gè)芯粒共享一個(gè)P電極時(shí)或共享一個(gè)N電極，可以利用同一根連線(xiàn)將兩個(gè)芯粒的兩個(gè)N電極相連或兩個(gè)P電極相連，同時(shí)將該連線(xiàn)與下一個(gè)串聯(lián)子芯片的兩個(gè)芯粒中共享的P電極相連，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)串聯(lián)子芯片的串聯(lián)連接。
[0036]本發(fā)明上述LED芯片中，第一外接子芯片的P電極和第二外接子芯片的N電極能夠用于與外部電源或者是與其他LED芯片相連接。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述第一外接子芯片的P電極上具有P型焊盤(pán)，第二外接子芯片的N電極上具有N型焊盤(pán)。本發(fā)明LED芯片中，僅在第一外接子芯片的P電極上設(shè)立P型焊盤(pán)101，在第二外接子芯片的N電極上設(shè)立N型焊盤(pán)202，就能夠便于將該LED芯片與外部電源連接，或者將多個(gè)LED芯片相互連接形成更大功率的LED芯片。同時(shí)，除第一外接子芯片的P電極上的P型焊盤(pán)和第二外接子芯片的N電極上的N型焊盤(pán)之外，鑒于各LED子芯片中的電極已形成串聯(lián)和/或并聯(lián)結(jié)構(gòu)，無(wú)需在各LED子芯片的P電極和N電極上形成焊盤(pán)。從而能夠簡(jiǎn)化后期封裝工藝，并提高整個(gè)LED芯片的發(fā)光效率。在實(shí)際制作的過(guò)程中，優(yōu)選地，上述P型焊盤(pán)101、N型焊盤(pán)202和LED子芯片的電極及電極之間的引線(xiàn)為一體成型。這樣能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化制作工藝，提高生產(chǎn)效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力選擇具體的一體成型的方法。
[0037]根據(jù)本發(fā)明上述的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力選自各LED子芯片的排列方式。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述LED芯片的LED子芯片呈陣列式結(jié)構(gòu)排列。將各LED子芯片按照陣列式結(jié)構(gòu)排列，有利于簡(jiǎn)化各LED子芯片的電極之間的連線(xiàn)分布，簡(jiǎn)化布線(xiàn)工藝。同時(shí)，還有利于減小整個(gè)LED芯片的遮光面積，提高其發(fā)光強(qiáng)度。優(yōu)選陣列式結(jié)構(gòu)的形狀為矩形、圓形、三角形或五角形。
[0038]本發(fā)明上述LED芯片中，單個(gè)LED子芯片的結(jié)構(gòu)可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的任意結(jié)構(gòu)，只要將單個(gè)LED子芯片的電極進(jìn)行串聯(lián)和/或并聯(lián)連接即可避免后期打線(xiàn)工序。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述LED子芯片為倒裝結(jié)構(gòu)。相較于正裝結(jié)構(gòu)的LED子芯片而言，采用倒裝結(jié)構(gòu)的LED子芯片形成的LED芯片從背面出光，能夠提高芯片的外量子效率。
[0039]根據(jù)本發(fā)明上述的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力選擇由各倒裝結(jié)構(gòu)的LED子芯片形成的LED芯片的具體結(jié)構(gòu)。比如，每一個(gè)LED子芯片包括外延層和形成在外延層上的溝槽，這些溝槽中形成有P電極和N電極。其中，外延層從上到下依次包括:襯底；N型GaN層，N型GaN層生長(zhǎng)在襯底上；有源區(qū)量子阱層，有源區(qū)量子阱層包含若干對(duì)InGaN/GaN阱壘結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)在N型GaN層上；P型GaN層，P型GaN層生長(zhǎng)在有源區(qū)量子阱層上；第一絕緣隔離層，生長(zhǎng)在用于形成P電極和N電極的溝槽的側(cè)壁上，與溝槽中的襯底、N型GaN層、有源區(qū)量子阱層及P型GaN層相接觸；歐姆接觸層，歐姆接觸層生長(zhǎng)在P型GaN層上；導(dǎo)電反射層，導(dǎo)電反射層生長(zhǎng)在歐姆接觸層上；保護(hù)層，保護(hù)層生長(zhǎng)在導(dǎo)電反射層上；第二絕緣隔離層，第二絕緣隔離層生長(zhǎng)在用于形成P電極和N電極的溝槽的側(cè)壁上，與第一絕緣隔離層相接觸；在用于形成P電極的溝槽中具有P型電極，該P(yáng)型電極位于保護(hù)層和絕緣隔離層之上；N型電極，該N型電極鋪設(shè)在N型GaN層和絕緣隔離層之上；第三絕緣隔離層，該鈍化層鋪設(shè)在整個(gè)芯粒表面，只露出兩個(gè)外接子芯片的焊盤(pán)。根據(jù)實(shí)際需要，上述外延層中的各層也可以做相應(yīng)的調(diào)整，本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力選擇，在此不再贅述。此外，如圖1所示，在同一個(gè)LED子芯片中，往往需要在其N(xiāo)電極上穿孔(通常稱(chēng)通孔)，并在通孔內(nèi)填充金屬形成導(dǎo)電通孔303，以使同一個(gè)LED子芯片本身的P電極與自身外延層中的N型GaN層相連。具體的導(dǎo)電通孔303的個(gè)數(shù)可以任意設(shè)置，在此不再贅述。
[0040]另外，本發(fā)明還提供了一種LED芯片的制作方法，包括在襯底上形成多個(gè)LED子芯片的步驟，其中，在形成多個(gè)LED子芯片的步驟中，包括形成LED子芯片的電極的步驟，以及使不同的LED子芯片的電極通過(guò)引線(xiàn)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式直接連接的步驟。
[0041]與通過(guò)在多個(gè)已成型的子芯片的焊盤(pán)進(jìn)行后期打線(xiàn)封裝得到的大功率LED芯片不同，本發(fā)明所提供的上述制作方法中，在同一襯底上形成多個(gè)LED子芯片的步驟中，形成LED子芯片的電極時(shí)，同時(shí)將不同的LED子芯片的電極連接成串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式。實(shí)際是在形成多個(gè)LED子芯片的電極時(shí)，原位布線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)原位串并連接。這就使后期封裝過(guò)程中無(wú)需進(jìn)行繁復(fù)的打線(xiàn)工序，能夠大大簡(jiǎn)化封裝工序，還能夠提高LED芯片的可靠性。同時(shí)，各LED子芯片內(nèi)部電極進(jìn)行連線(xiàn)后，也能夠去除原本位于LED子芯片電極上的焊盤(pán)，相應(yīng)地，能夠減少因焊盤(pán)和焊盤(pán)上的連線(xiàn)引起的遮光面積，提高芯片的發(fā)光強(qiáng)度。
[0042]本發(fā)明上述制作方法中，只要在形成和LED子芯片的電極的過(guò)程中進(jìn)行布線(xiàn)，就能夠簡(jiǎn)化后期的封裝工序。本領(lǐng)域技術(shù)人員也有能力選擇具體的形成各LED子芯片電極的工藝。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，形成多個(gè)LED子芯片的電極的步驟包括:形成各LED子芯片的電極溝槽，并根據(jù)所欲形成的各LED子芯片電極的串聯(lián)和/或并聯(lián)關(guān)系，同時(shí)在電極溝槽之間形成引線(xiàn)凹槽；然后，在電極溝槽中形成各LED子芯片的電極，同時(shí)在所述引線(xiàn)凹槽中形成所述弓I線(xiàn)。按照所欲形成的各電極的位置和各電極的連接關(guān)系同時(shí)形成電極溝槽和引線(xiàn)凹槽，能夠在后期的電極形成過(guò)程中實(shí)現(xiàn)電極和引線(xiàn)的一次成型。這大大簡(jiǎn)化了布線(xiàn)工序。同時(shí)，這種原位布線(xiàn)的方式還能夠提高最終產(chǎn)品的可靠性。具體的一次成型工藝采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所慣用的方法即可。比如，在掩膜層上圖形化，露出電極溝槽和引線(xiàn)凹槽的位置，然后利用蒸鍍等方法同時(shí)在電極溝槽、引線(xiàn)凹槽中和其他掩膜上形成金屬層，剝離掩膜后及形成了電極和引線(xiàn)。
[0043]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，形成各LED子芯片的電極和引線(xiàn)之后或同時(shí),在第一外接子芯片的P電極上形成P型焊盤(pán)，以及在第二外接子芯片的N電極上形成N型焊盤(pán)。
[0044]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在形成每一個(gè)串聯(lián)子芯片的步驟中，在每一個(gè)欲形成串聯(lián)子芯片的區(qū)域內(nèi)，同時(shí)形成兩個(gè)芯粒，并使兩個(gè)芯粒共享一個(gè)P電極。上述方法形成的串聯(lián)子芯片中，相當(dāng)于每一個(gè)串聯(lián)子芯片包括兩個(gè)并聯(lián)的LED子芯片。這就有利于在有限的面積上形成更多的LED子芯片，同時(shí)還能減小因電極之間的連線(xiàn)過(guò)多導(dǎo)致的遮光面積提高、發(fā)光效率下降的問(wèn)題。
[0045]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，這些實(shí)施例不能理解為限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
[0046]實(shí)施例1
[0047]本實(shí)施例制作了一種LED芯片，具體制作工藝如下:
[0048]在2英寸的襯底上通過(guò)黃光、蒸鍍、清洗制作出15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域，這些待制作區(qū)域從左到右分為3列，每列包括5個(gè)待制作區(qū)域；
[0049]按照正裝工藝，在上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域上形成P電極和N電極的待制作區(qū)域，形成電極待制作襯底；
[0050]在上述電極待制作襯底上形成一層覆蓋整個(gè)襯底的掩膜層，然后圖形化該掩膜層，露出每一個(gè)P電極、N電極的待制作區(qū)域及各電極的連線(xiàn)位置。按照設(shè)計(jì)，上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域中，每一列的第I個(gè)LED子芯片共同組成第一外接子芯片，每一列的第5個(gè)LED子芯片共同組成第二外接子芯片，其他LED子芯片均為串聯(lián)子芯片。具體的，第一列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第一串聯(lián)子芯片組，第二列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第二串聯(lián)子芯片組。
[0051]圖形化后，以蒸鍍的方式在襯底表面形成一整層電極金屬層，然后剝離剩余的掩膜層，即形成了各電極、各電極之間的連線(xiàn)以及位于第一外接子芯片P電極上的P型焊盤(pán)、和位于第二外接子芯片N電極上的N型焊盤(pán)，形成待封裝大功率LED芯片。
[0052]進(jìn)一步形成大功率LED芯片。
[0053]實(shí)施例2
[0054]本實(shí)施例制作了一種LED芯片，具體制作工藝如下:[0055]在2英寸的襯底上通過(guò)黃光、蒸鍍、清洗制作出15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域，這些待制作區(qū)域從左到右分為3列，每列包括5個(gè)待制作區(qū)域；
[0056]按照倒裝工藝，在上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域上形成P電極和N電極的待制作區(qū)域，形成電極待制作襯底；
[0057]在上述電極待制作襯底上形成一層覆蓋整個(gè)襯底的掩膜層，然后圖形化該掩膜層，露出每一個(gè)P電極、N電極的待制作區(qū)域及各電極的連線(xiàn)位置。按照設(shè)計(jì)，上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域中，每一列的第I個(gè)LED子芯片共同組成第一外接子芯片，每一列的第5個(gè)LED子芯片共同組成第二外接子芯片，其他LED子芯片均為串聯(lián)子芯片。具體的，第一列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第一串聯(lián)子芯片組，第二列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第二串聯(lián)子芯片組。
[0058]圖形化后，以蒸鍍的方式在襯底表面形成一整層電極金屬層，然后剝離剩余的掩膜層，即形成了各電極和各電極之間的連線(xiàn)以及位于第一外接子芯片P電極上的P型焊盤(pán)、和位于第二外接子芯片N電極上的N型焊盤(pán)，形成待封裝大功率LED芯片。
[0059]進(jìn)一步形成大功率LED芯片。
[0060]實(shí)施例3
[0061]本實(shí)施例制作了一種LED芯片，具體制作工藝如下:
[0062]在2英寸的襯底上通過(guò)黃光、蒸鍍、清洗制作出15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域，這些待制作區(qū)域從左到右分為3列，每列包括5個(gè)待制作區(qū)域；
[0063]按照倒裝工藝，在上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域上形成P電極和N電極的待制作區(qū)域。此過(guò)程中，在15個(gè)待制作區(qū)域中的每一個(gè)區(qū)域中形成兩個(gè)預(yù)備芯粒，具體的，在每一個(gè)區(qū)域的兩端形成2個(gè)N電極溝槽，在2個(gè)N電極溝槽中形成I個(gè)P型溝槽，進(jìn)而形成電極待制作襯底；
[0064]在上述電極待制作襯底上形成一層覆蓋整個(gè)襯底的掩膜層，然后圖形化該掩膜層，露出每一個(gè)P電極、N電極的待制作區(qū)域及各電極的連線(xiàn)位置。按照設(shè)計(jì)，上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域中，每一列的第I個(gè)LED子芯片共同組成第一外接子芯片，每一列的第5個(gè)LED子芯片共同組成第二外接子芯片，其他LED子芯片均為串聯(lián)子芯片。具體的，第一列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第一串聯(lián)子芯片組，第二列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第二串聯(lián)子芯片組。
[0065]圖形化后，以蒸鍍的方式在襯底表面形成一整層電極金屬層，然后剝離剩余的掩膜層，即形成了各電極和各電極之間的連線(xiàn)以及位于第一外接子芯片P電極上的P型焊盤(pán)、和位于第二外接子芯片N電極上的N型焊盤(pán)，形成待封裝大功率LED芯片。
[0066]進(jìn)一步形成大功率LED芯片。
[0067]對(duì)比例I
[0068]本實(shí)施例制作了一種LED芯片，具體制作工藝如下:
[0069]在2英寸的襯底上通過(guò)黃光、蒸鍍、清洗制作出15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域，這些待制作區(qū)域從左到右分為3列，每列包括5個(gè)待制作區(qū)域；
[0070]按照正裝工藝，在上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域上形成相互獨(dú)立的15個(gè)LED子芯片，并在每一個(gè)子芯片的P電極和N電極上分別形成P型焊盤(pán)和N型焊盤(pán)。
[0071]按照設(shè)計(jì)，上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域中，上述15個(gè)LED子芯片待制作區(qū)域中，每一列的第I個(gè)LED子芯片共同組成第一外接子芯片，每一列的第5個(gè)LED子芯片共同組成第二外接子芯片，其他LED子芯片均為串聯(lián)子芯片。具體的，第一列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第一串聯(lián)子芯片組，第二列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第二串聯(lián)子芯片組，第二列中的第2至4個(gè)LED子芯片組成第二串聯(lián)子芯片組。
[0072]對(duì)上述15個(gè)獨(dú)立的LED子芯片進(jìn)行打線(xiàn)封裝，每一組串聯(lián)子芯片組中，靠近第一外接子芯片的串聯(lián)子芯片的P型焊盤(pán)與第一外接子芯片的N型焊盤(pán)相連，靠近第二外接子芯片的串聯(lián)子芯片的N型焊盤(pán)與第二外接子芯片的P型焊盤(pán)相連；在相鄰的兩個(gè)串聯(lián)子芯片中，靠近第一外接子芯片的串聯(lián)子芯片的N型焊盤(pán)與靠近第二外接子芯片的串聯(lián)子芯片的P型焊盤(pán)相連，進(jìn)一步形成大功率LED芯片。
[0073]對(duì)上述實(shí)施例1至3和對(duì)比例I中制作得到的大功率LED芯片進(jìn)行性能表征。
[0074]表征方法:
[0075]I)注入總電功率:采用惠特FWP6000點(diǎn)測(cè)機(jī)對(duì)上述實(shí)施例1至3和對(duì)比例I中制作得到的大功率LED芯片的功率進(jìn)行表征；其中，點(diǎn)測(cè)機(jī)在測(cè)量上述不同LED芯片時(shí)注入的電流恒定，為350mA ；
[0076]2)發(fā)光強(qiáng)度:采用惠特FWP6000點(diǎn)測(cè)機(jī)對(duì)上述實(shí)施例1至3和對(duì)比例I中制作得到的大功率LED芯片的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行表征；
[0077]3)良品率:采用惠特FWP6000點(diǎn)測(cè)機(jī)對(duì)上述實(shí)施例1至3和對(duì)比例I中制作得到的大功率LED芯片的良品率進(jìn)行表征；表征結(jié)果如表1所示:
[0078]表1
[0079]
【權(quán)利要求】
1.一種LED芯片，包括多個(gè)LED子芯片，其特征在于，所述LED芯片中，不同的所述LED子芯片的電極之間通過(guò)引線(xiàn)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式直接連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述LED子芯片的電極之間通過(guò)引線(xiàn)連接，相互連接的所述LED子芯片的電極之間具有引線(xiàn)凹槽，所述引線(xiàn)形成在所述引線(xiàn)凹槽中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED芯片，其特征在于，所述LED子芯片的電極和電極之間的引線(xiàn)為一體成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述多個(gè)LED子芯片包括: 第一外接子芯片(100)； 第二外接子芯片(200);以及 串聯(lián)子芯片組(300)， 所述串聯(lián)子芯片組(300)包括η個(gè)串聯(lián)子芯片(310)，其中n ^ I ； 當(dāng)η = I時(shí)，所述串聯(lián)子芯片組(300)中的串聯(lián)子芯片的P電極(301)與所述第一外接子芯片的N電極(102)相連，所述串聯(lián)子芯片組(300)中的串聯(lián)子芯片的N電極(302)與所述第二外接子芯片的P電極(201)相連； 當(dāng)η≥2時(shí)，所述串聯(lián)子芯片組(300)中包括: 第I串聯(lián)子芯片，所述第I串聯(lián)子芯片的P電極與所述第一外接子芯片的N電極(102)相連， 第η串聯(lián)子芯片，所述第η串聯(lián)子芯片的N電極與所述第二外接子芯片的P電極(201)相連； 所述串聯(lián)子芯片組(300)的η個(gè)串聯(lián)子芯片(310)中，沿第I串聯(lián)子芯片至第η串聯(lián)子芯片方向，后一串聯(lián)子芯片的P電極與前一串聯(lián)子芯片的N電極依次相連形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED芯片，其特征在于，所述多個(gè)LED子芯片包括多組所述串聯(lián)子芯片組(300);每一組所述串聯(lián)子芯片組(300)中，所述第I串聯(lián)子芯片的P電極與所述第一外接子芯片的N電極相連，所述第η串聯(lián)子芯片的N電極與所述第二外接子芯片的P電極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED芯片，其特征在于，所述多個(gè)LED子芯片中，多組所述串聯(lián)子芯片組(300)中串聯(lián)子芯片(310)的數(shù)量η值相同或不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED芯片，其特征在于，所述多個(gè)LED子芯片中，多組所述串聯(lián)子芯片組(300)中串聯(lián)子芯片(310)的數(shù)量η值都為I。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的LED芯片，其特征在于，每一個(gè)所述串聯(lián)子芯片(310)包括兩個(gè)芯粒，每一個(gè)所述串聯(lián)子芯片(310)中的兩個(gè)芯粒共享一個(gè)P電極或共享一個(gè)N電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的LED芯片，其特征在于，所述第一外接子芯片的P電極上具有P型焊盤(pán)(101)，所述第二外接子芯片的N電極上具有N型焊盤(pán)(202)，優(yōu)選所述P型焊盤(pán)(101)、所述N型焊盤(pán)(202)和所述LED子芯片的電極及電極之間的引線(xiàn)為一體成型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片的多個(gè)所述LED子芯片呈陣列式結(jié)構(gòu)排列，優(yōu)選所述陣列式結(jié)構(gòu)的形狀為矩形、圓形、三角形或五角形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的LED芯片，其特征在于，所述LED子芯片為倒裝結(jié)構(gòu)。
12.—種權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的LED芯片的制作方法，包括在襯底上形成多個(gè)LED子芯片的步驟，其特征在于，在形成多個(gè)所述LED子芯片的步驟中，包括形成所述LED子芯片的電極的步驟，以及使不同的所述LED子芯片的電極通過(guò)引線(xiàn)以串聯(lián)和/或并聯(lián)的形式直接連接的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制作方法，其特征在于，形成多個(gè)所述LED子芯片的電極的步驟包括: 形成各所述LED子芯片的電極溝槽，并根據(jù)所欲形成的各所述LED子芯片電極的串聯(lián)和/或并聯(lián)關(guān)系，同時(shí)在所述電極溝槽之間形成引線(xiàn)凹槽； 在所述電極溝槽中形成各所述LED子芯片的電極，同時(shí)在所述引線(xiàn)凹槽中形成所述引線(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制作方法，其特征在于，形成各所述LED子芯片的電極和所述引線(xiàn)之后或同時(shí)，在所述第一外接子芯片的P電極上形成P型焊盤(pán)，以及在所述第二外接子芯片的N電極上形成N 型焊盤(pán)。
【文檔編號(hào)】H01L33/62GK104022192SQ201410266865
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】田艷紅, 馬歡, 牛鳳娟 申請(qǐng)人:湘能華磊光電股份有限公司