Led芯片及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED (Light Emitting D1de,發(fā)光二極管)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED芯片及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED有長壽命，無污染，低功耗等特點(diǎn)，它作為一種綠色環(huán)保燈具已經(jīng)在逐步推廣使用并得到廣泛認(rèn)可。目前使用的LED芯片包括LED管芯和支架。其中，LED管芯通常采用絕緣的藍(lán)寶石為襯底，因而其PN電極結(jié)構(gòu)是水平的。此種結(jié)構(gòu)的LED芯片后期經(jīng)過封裝形成燈珠，才能應(yīng)用在燈具上。常規(guī)的封裝工藝需要用固晶膠將芯片固定在支架上，并在正負(fù)電極位置焊接金線引出導(dǎo)線至支架電極上，如圖1所示。
[0003]上述技術(shù)中，具有藍(lán)寶石襯底的、雙電極水平結(jié)構(gòu)的LED芯片的電流擴(kuò)散不均勻，易造成電流擁堵效應(yīng)，不僅會(huì)降低發(fā)光效率，而且會(huì)降低芯片的使用壽命。芯片在后期封裝過程中，固晶膠若采取普通的絕緣白膠，則封裝后成品散熱效果不佳；固晶膠若采用散熱較好的導(dǎo)電銀膠，則易出現(xiàn)固晶時(shí)導(dǎo)電銀膠高度過高，造成芯片漏電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種具有電流擴(kuò)散均勻性好、發(fā)光效率高、使用壽命長的LED芯片及其形成方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的LED芯片，可以包括:LED管芯，所述LED管芯包括襯底、形成在所述襯底之上的第一半導(dǎo)體層、形成在所述第一半導(dǎo)體之上的量子阱層和形成在所述量子阱層之上的第二半導(dǎo)體層，其中，所述第一半導(dǎo)體層包括第一區(qū)域和環(huán)繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域，所述量子阱層形成在所述第一區(qū)域之上；第一電極，所述第一電極形成在所述第二區(qū)域之上；第二電極，所述第二電極形成在所述第二半導(dǎo)體層之上；以及封裝支架，所述封裝支架具有導(dǎo)電基板、第一導(dǎo)電端和與所述導(dǎo)電基板相連的第二導(dǎo)電端，其中，所述LED管芯設(shè)置在所述導(dǎo)電基板之上，且所述第一導(dǎo)電端與所述第二電極相連，所述導(dǎo)電基板與所述第一電極相連。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片中，第一電極位于芯片表面的邊緣位置，第二電極位于芯片表面的中心位置，第一電極環(huán)繞第二電極，該設(shè)計(jì)有效增強(qiáng)電流擴(kuò)散均勻性，提高LED發(fā)光效率，增加芯片壽命。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的LED芯片還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電極和所述導(dǎo)電基板之間通過導(dǎo)電體相連，所述導(dǎo)電體圍繞所述LED管芯的側(cè)壁設(shè)置。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電體為導(dǎo)電銀膠。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電端和所述第二電極之間通過金線焊接相連。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括:形成在所述第二電極和所述第二半導(dǎo)體層之間的透明導(dǎo)電層，其中，所述透明導(dǎo)電層的尺寸小于或等于所述第二半導(dǎo)體層的尺寸。
[0012]根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的LED芯片的形成方法，可以包括步驟:提供LED管芯，所述LED管芯包括襯底、形成在所述襯底之上的第一半導(dǎo)體層、形成在所述第一半導(dǎo)體之上的量子阱層和形成在所述量子阱層之上的第二半導(dǎo)體層，其中，所述第一半導(dǎo)體層包括第一區(qū)域和環(huán)繞所述第一區(qū)域的第二區(qū)域，所述量子阱層形成在所述第一區(qū)域之上；在所述第二區(qū)域之上形成第一電極；在所述第二半導(dǎo)體層之上形成第二電極；以及將所述LED管芯設(shè)置在封裝支架的導(dǎo)電基板之上，其中，所述封裝支架具有第一導(dǎo)電端和與所述導(dǎo)電基板相連的第二導(dǎo)電端，其中，所述第一導(dǎo)電端與所述第二電極相連，所述導(dǎo)電基板與所述第一電極相連。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法得到的LED芯片中，第一電極位于芯片表面的邊緣位置，第二電極位于芯片表面的中心位置，第一電極環(huán)繞第二電極，該設(shè)計(jì)有效增強(qiáng)電流擴(kuò)散均勻性，提高LED發(fā)光效率，增加芯片壽命。
[0014]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的LED芯片的形成方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過導(dǎo)電體連接所述第一電極和所述導(dǎo)電基板，所述導(dǎo)電體圍繞所述LED管芯的側(cè)壁設(shè)置。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電體為導(dǎo)電銀膠。
[0017]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)將所述LED管芯設(shè)置所述導(dǎo)電基板之上，并且實(shí)現(xiàn)所述第一電極和所述導(dǎo)電基板的連接:將所述LED管芯的底部與所述導(dǎo)電基板頂部相對設(shè)置；向所述LED管芯與所述導(dǎo)電基板之間注入導(dǎo)電銀膠前體，并且沿著所述LED芯管的側(cè)壁附著導(dǎo)電銀膠前體；和將所述導(dǎo)電銀膠前體固化為導(dǎo)電銀膠。
[0018]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)將所述LED管芯設(shè)置所述導(dǎo)電基板之上，并且實(shí)現(xiàn)所述第一電極和所述導(dǎo)電基板的連接:在所述導(dǎo)電基板頂部設(shè)置導(dǎo)電銀膠前體；向所述導(dǎo)電銀膠前體中壓入所述LED管芯，以使所述導(dǎo)電銀膠前體的一部分存留于所述LED管芯與所述導(dǎo)電基板之間，另一部分從側(cè)面溢出后圍繞所述LED管芯的側(cè)壁；和將所述導(dǎo)電銀膠前體固化為導(dǎo)電銀膠。
[0019]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過金線焊接所述第一導(dǎo)電端和所述第二電極。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括步驟:在所述第二電極和所述第二半導(dǎo)體層之間形成透明導(dǎo)電層，其中，所述透明導(dǎo)電層的尺寸小于或等于所述第二半導(dǎo)體層的尺寸。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED芯片的形成方法的流程示意圖。
[0026]圖6a_6h是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED芯片的形成方法的具體過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0028]下面參考附圖2-圖4描述本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片。
[0029]本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED芯片如圖2所不，可以包括:LED管芯、第一電極105、第二電極106和封裝支架。LED管芯包括襯底101、形成在襯底101之上的第一半導(dǎo)體層102、形成在第一半導(dǎo)體層102之上的量子阱層103和形成在量子阱層103之上的第二半導(dǎo)體層104。其中，第一半導(dǎo)體層102包括第一區(qū)域和環(huán)繞第一區(qū)域的第二區(qū)域。量子阱層103形成在第一區(qū)域之上。第一電極105形成在第二區(qū)域之上。第二電極106形成在第二半導(dǎo)體層104之上。封裝支架具有導(dǎo)電基板201、第一導(dǎo)電端202和與導(dǎo)電基板201相連的第二導(dǎo)電端203。第一導(dǎo)電端202和第二導(dǎo)電端203是指封裝支架中與外圍電路正負(fù)導(dǎo)線分別相連的兩個(gè)金屬接觸部分。其中，LED管芯設(shè)置在導(dǎo)電基板201之上，且第一導(dǎo)電端202與第二電極106相連，導(dǎo)電基板201與第一電極105相連。該實(shí)施例的LED芯片中，第一電極105位于芯片表面的邊緣位置，第二電極106位于芯片表面的中心位置，第一電極105環(huán)繞第二電極106，該設(shè)計(jì)有效增強(qiáng)電流擴(kuò)散均勻性，提高LED發(fā)光效率，增加芯片壽命。
[0030]需要說明的是，盡管圖中采用導(dǎo)線方式實(shí)現(xiàn)電學(xué)連接，但此處僅是為了示例的方便，而非本發(fā)明的限制。以及，LED管芯中還可以根據(jù)需要增設(shè)緩沖層、鈍化保護(hù)層等常見結(jié)構(gòu)。這些均為本領(lǐng)域技術(shù)人員的已知知識(shí)，本文不贅述。
[0031]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，第一電極105和導(dǎo)電基板201之間可以通過導(dǎo)電體204相連，該導(dǎo)電體204圍繞LED管芯的側(cè)壁設(shè)置，具體地，導(dǎo)電體204圍繞LED管芯的襯底101的側(cè)壁、第一半導(dǎo)體層102的側(cè)壁以及第一電極105的側(cè)壁設(shè)置。導(dǎo)電體204可以是塊狀金屬、導(dǎo)電橡膠等任意導(dǎo)電材料制成。由于導(dǎo)電體204僅能與芯片表面的邊緣位置的第一電極105接觸，從而避免了“第一電極-導(dǎo)電體-第二電極”之間的漏電風(fēng)險(xiǎn)。
[0032]可選地，導(dǎo)電體204為導(dǎo)電銀膠。導(dǎo)電銀膠在本發(fā)明中起到固晶和導(dǎo)電雙重作用，省略了第一電極與導(dǎo)電基板之間的焊線，達(dá)到了將水平結(jié)構(gòu)的芯片按照垂直結(jié)構(gòu)芯片的形式進(jìn)行封裝的效果。導(dǎo)電銀膠還具有導(dǎo)熱性良好的優(yōu)點(diǎn)，可以增強(qiáng)LED器件散熱效果，減少局部過熱出現(xiàn)的光衰等問題，提高產(chǎn)品可靠性。
[0033]可選地，第一導(dǎo)電端202和第二電極106之間通過金線焊接相連。本發(fā)明中，芯片電極雖然是水平結(jié)構(gòu)，但只需要用金線引出第二電極106即可。
[0034]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，還可以包括:形成在第二電極106和第二半導(dǎo)體層104之間的透明導(dǎo)電層107。透明導(dǎo)電層107的材料可以為摻錫氧化銦(ΙΤ0)、摻鋁氧化鋅(ΑΖ0)、摻鎵氧化鋅、摻氟氧化錫(FT0)或者其它透明導(dǎo)電材料。需要說明的是，透明導(dǎo)電層107的尺寸小于或等于第二半導(dǎo)體層104的尺寸，這樣可以避免透明導(dǎo)電層107突出來一部分，進(jìn)而與第一電極105接觸而導(dǎo)致短路。
[0035]下面參考附圖5描述本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片的形成方法。
[0036]本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LED芯片的形成方法如圖5所示，可以包括以下步驟:
[0037]A.提供LED管芯。
[0038]LED管芯可以包括襯底、形成在襯底之上的第一半導(dǎo)體層、形成在第一半導(dǎo)體之上的量子阱層和形成在量子阱層之上的第二半導(dǎo)體層，其中，第一半導(dǎo)體層包括第一區(qū)域和環(huán)繞第一區(qū)域的第二區(qū)域，量子阱層形成在第一區(qū)域之上。需要說明的是，LED管芯中還可以根據(jù)需要增設(shè)緩沖層、鈍化保護(hù)層等常見結(jié)構(gòu)。這些均為本領(lǐng)域技術(shù)人員的已知知識(shí)，本文不贅述。
[0039]B.在第二區(qū)域之上形成第一電極。
[0040]C.在第二半導(dǎo)體層之上形成第二電極。
[0041]D.將LED管芯設(shè)置在封裝支架的導(dǎo)電基板之上，其中，封裝支架具有第一導(dǎo)電端和與導(dǎo)電基板相連的第二導(dǎo)電端，其中，第一導(dǎo)電端與第二電極相連，導(dǎo)電基板與第一電極相連。
[0042]該實(shí)施例的LED芯片的形成方法中，形成的LED芯片中第一電極位于芯片表面的邊緣位置，第二電極位于芯片表面的中心位置，第一電極環(huán)繞第二電極，該設(shè)計(jì)有效增強(qiáng)電流擴(kuò)散均勻性，提高LED發(fā)光效率，增加芯片壽命。
[0043]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過導(dǎo)電體連接第一電極和導(dǎo)電基板,