專利名稱：一種led芯片及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED芯片及其制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)光二級(jí)管(LED,Light Emitting Diode)是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件,其利用半導(dǎo)體PN結(jié)作為發(fā)光材料，可以將電轉(zhuǎn)換為光。當(dāng)半導(dǎo)體PN結(jié)的兩端加上正向電壓后，注入PN結(jié)中的電子和空穴發(fā)生復(fù)合，將過剩的能量以光子的形式釋放出來。LED具有壽命長(zhǎng)，功耗低的優(yōu)點(diǎn)，隨著技術(shù)的日漸成熟，對(duì)LED的功率和亮度的要求要求也越來越高。隨著外延生長(zhǎng)技術(shù)和多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)展，高亮度LED的內(nèi)量子效率己有了非常大的改善，大功率芯片技術(shù)開始專注于如何提升出光效率來提升芯片的發(fā)光效率。傳統(tǒng)的LED芯片結(jié)構(gòu)P電極和N電極設(shè)置在和發(fā)光區(qū)同一側(cè)，發(fā)光區(qū)射出的光部分將被電極所吸收和鍵合引線遮擋。并且由于P型半導(dǎo)體層本身相對(duì)高的電阻導(dǎo)致電流擴(kuò) 展存在擁堵現(xiàn)象，電流主要集中在不能有效發(fā)光的P電極之下，從而導(dǎo)致了發(fā)光的不均勻和發(fā)光效率的下降。為獲得良好的電流擴(kuò)展，在P型半導(dǎo)體層表面形成一般形成有半透明的電流擴(kuò)散層，這樣也會(huì)影響出光效率。為了在透光率和擴(kuò)展電阻率二者之間則要給以適當(dāng)?shù)恼壑?，折衷設(shè)計(jì)的結(jié)果必定使其功率轉(zhuǎn)換的提高受到了限制。因此，目前一般使用倒裝芯片的技術(shù)來解決電流擴(kuò)散層和電極對(duì)出光效率的影響。倒裝芯片的實(shí)質(zhì)是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，將芯片的發(fā)光區(qū)與電極不設(shè)計(jì)在同一個(gè)平面，將電極區(qū)面朝向基臺(tái)進(jìn)行貼裝。同時(shí)，通過增大單顆LED的有效發(fā)光面積也可以有效的提升LED的出光效率。但是芯片尺寸的增加同時(shí)也增加了電流擴(kuò)展的難度，為了使電流均勻分布需要特殊設(shè)計(jì)電極結(jié)構(gòu)，目前一般設(shè)置為梳狀電極，只能一定程度上解決這一問題，不能滿足芯片尺寸更進(jìn)一步增加的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種LED芯片及其制作方法，用以解決LED芯片電流擴(kuò)展的難題。為解決以上問題，本發(fā)明提供一種LED芯片的，包括襯底，形成于所述襯底上的管芯以及設(shè)置于管芯上并與管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域接觸的電極，所述電極包括第一電極群和第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上，所述第二電極群分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上?？蛇x的，所述管芯包括依次形成于襯底上的N型半導(dǎo)體層、多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層，所述多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層部分暴露出所述N型半導(dǎo)體層?？蛇x的，所述第一電極群與所述電流擴(kuò)散層接觸，所述第二電極群與所述N型半導(dǎo)體層接觸?？蛇x的，所述第一電極群與所述N型半導(dǎo)體層接觸，所述第二電極群與所述電流擴(kuò)散層接觸?？蛇x的，所述LED芯片倒裝于次粘著基臺(tái)上?？蛇x的，所述次粘著基臺(tái)上還形成有第一電極層、絕緣層和第二電極層，所述絕緣層將第一電極層和第二電極層隔開，所述第一電極層上形成有對(duì)應(yīng)第一電極群的第一焊接點(diǎn)群，所述第二電極層上形成有對(duì)應(yīng)第二電極群的第二焊接點(diǎn)群，第一電極群與第一焊接點(diǎn)群連接，第二電極群與第二焊接點(diǎn)群連接?？蛇x的，所述第一電極群與第一焊接點(diǎn)群通過焊球連接，所述第二電極群與第二焊接點(diǎn)群通過焊球連接。
本發(fā)明還提供了所述的LED芯片的制造方法，包括提供襯底；在襯底上形成管芯；在管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域形成電極，所述電極包括第一電極群和第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上，所述第二電極群分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上?？蛇x的，所述管芯包括依次形成于襯底上的N型半導(dǎo)體層、多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層，所述多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層部分暴露出所述N型半導(dǎo)體層?？蛇x的，所述第一電極群形成在電流擴(kuò)散層上，所述第二電極群形成在N型半導(dǎo)體層上。可選的，所述第一電極群形成在N型半導(dǎo)體層上，所述第二電極群形成在電流擴(kuò)散層上。可選的，在管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域形成電極后，將所述LED芯片倒裝于次粘著基臺(tái)上。在所述次粘著基臺(tái)上還依次形成有第二電極層、絕緣層和第一電極層；對(duì)應(yīng)第二電極群的位置暴露出所述第二電極層；在所述第一電極層上形成對(duì)應(yīng)第一電極群的第一焊接點(diǎn)群，在所述第二電極層上形成對(duì)應(yīng)第二電極群的第二焊接點(diǎn)群；第一電極群與第一焊接點(diǎn)群通過焊球連接，第二電極群與第二焊接點(diǎn)群通過焊球連接?？蛇x的，所述襯底為藍(lán)寶石襯底。本發(fā)明提供一種LED芯片及其制作方法，所述LED芯片的電極包括第一電極群和第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上，第二電極群的電極分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上，這樣的結(jié)構(gòu)能獲得充分的電流擴(kuò)展使電流均勻分布，使器件得到良好的發(fā)光效率和均勻的出光率，并且能滿足芯片尺寸更進(jìn)一步增加的需求。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的LED芯片的電極分布示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片的制造方法的流程圖；圖3A 3E為本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片的制造方法的各步驟在沿AA’剖面上的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在背景技術(shù)中已經(jīng)提及，由于現(xiàn)有LED芯片的電極結(jié)構(gòu)，只能一定程度獲得較好的電流擴(kuò)展，使電流均勻分布。無法滿足芯片尺寸更進(jìn)一步增加的需求。為此，本發(fā)明提供一種LED芯片及其制作方法，所述LED芯片的電極包括第一電極群，第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上與管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域接觸，第二電極群的電極分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上，這樣的結(jié)構(gòu)能獲得充分的電流擴(kuò)展使電流均勻分布，使器件得到良好的發(fā)光效率和均勻的出光率，并且能滿足芯片尺寸更進(jìn)一步增加的需求。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)所述理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。 為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。請(qǐng)參考圖1，圖I為本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片的電極分布示意圖；所述LED芯片包括襯底401，形成于所述襯底上的管芯(未圖示)，設(shè)置于管芯上并與管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域接觸的電極，所述電極包括第一電極群402和第二電極群403。所述第一電極群402的電極分排均勻分布在管芯上，第二電極群403的電極分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上。這樣，在器件工作時(shí)載流子可以通過第一電極群和第二電極群均勻擴(kuò)散到整個(gè)芯片中，提高器件的發(fā)光效率，并且，芯片的尺寸增加時(shí)，電極群分布作相應(yīng)的擴(kuò)展也能達(dá)到同樣的效果，即，可適用于任意尺寸的LED芯片。本領(lǐng)域的研究人員可根據(jù)器件需求和工藝目的對(duì)電極群的數(shù)目和密度做適應(yīng)性調(diào)整。參考圖3E，其為本發(fā)明實(shí)施例的LED芯片的剖面示意圖。管芯415 —般包括依次形成于襯底401上的N型半導(dǎo)體層404、多量子阱層405、P型半導(dǎo)體層406、電流擴(kuò)散層407。管芯415是LED芯片的核心部分，所述N型半導(dǎo)體層404、多量子阱層405和P型半導(dǎo)體層406形成用以發(fā)光的PN結(jié)，所述電流擴(kuò)散層407起到擴(kuò)展電流的作用。本實(shí)施例中所述第一電極群402所述電流擴(kuò)散層407接觸，所述第二電極群403與所述N型半導(dǎo)體層404接觸。當(dāng)然也可以將所述第一電極群402與所述N型半導(dǎo)體層404接觸，所述第二電極群與所述電流擴(kuò)散層407接觸。所述LED芯片運(yùn)用倒裝技術(shù)連接到次粘著基臺(tái)413上。所述次粘著基臺(tái)413上還形成有第一電極層410、絕緣層411和第二電極層412，所述絕緣層411將第一電極層410和第二電極層412隔開，所述第一電極群402與第一電極層410接觸，所述第二電極群403與第二電極層412接觸。所述第一電極層410上形成有對(duì)應(yīng)第一電極群402的第一焊接點(diǎn)群408，所述第二電極層412上形成有對(duì)應(yīng)第二電極群403的第二焊接點(diǎn)群409，第一電極群402與第一焊接點(diǎn)群408通過焊球414連接，第二電極群403與第二焊接點(diǎn)群409通過焊球414連接。這樣，在第一電極層410和第二電極層412間加上正向電壓即可驅(qū)動(dòng)芯片工作。請(qǐng)參考圖2，其為本發(fā)明實(shí)施例提供的LED芯片制作方法的流程圖，所述方法包括如下步驟步驟S31，提供襯底；步驟S32，在襯底上形成管芯；步驟S33，在管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域形成分排均勻分布的第一電極群； 步驟S34，在管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域形成分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上的第二電極群。參照?qǐng)D3A，執(zhí)行步驟S31，提供襯底401，本實(shí)例中，所述襯底401為藍(lán)寶石(Al2O3)襯底。當(dāng)然，根據(jù)工藝，也可以選用其他適用于LED芯片制造的襯底，例如是尖晶石(MgAl2O4)' SiC, ZnS, ZnO 或 GaAs 襯底。參照?qǐng)D3B，執(zhí)行步驟S32，在襯底上形成管芯415。所述管芯415包括在襯底401上依次形成的N型半導(dǎo)體層404、多量子阱層405、P型半導(dǎo)體層406、電流擴(kuò)散層407，所述多量子阱層405、P型半導(dǎo)體層406、電流擴(kuò)散層407部分暴露出所述N型半導(dǎo)體層404。其中，根據(jù)第一電極群和第二電極群的分布利用掩膜板在對(duì)應(yīng)區(qū)域選擇性開口，以部分暴露出所述N型半導(dǎo)體層404。形成所述管芯415的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在此不再贅述。參照?qǐng)DI和3C，執(zhí)行步驟S33，在管芯415對(duì)應(yīng)區(qū)域形成分排均勻分布的第一電極群402。本實(shí)施例中，所述第一電極群402形成在電流擴(kuò)散層407上，當(dāng)然，也可以選擇形成在N型半導(dǎo)體層404上。參照?qǐng)DI和圖3D，執(zhí)行步驟S34，在管芯415對(duì)應(yīng)區(qū)域形成分布在以第一電極群402的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上的第二電極群403。此時(shí)，若所述第一電極群402形成在電流擴(kuò)散層407上(例如本實(shí)施例)時(shí)，則第二電極群403形成在N型半導(dǎo)體層404上，若所述第一電極群402形成在N型半導(dǎo)體層404上時(shí)，則第二電極群403形成在電流擴(kuò)散層407上。參照?qǐng)D3E，所述LED芯片利用倒裝工藝與次粘著基臺(tái)上413連接。具體的包括在所述次粘著基臺(tái)413上還依次形成有第二電極層412、絕緣層411和第一電極層410 ;對(duì)應(yīng)第二電極群403的位置暴露出所述第二電極層412 ;在所述第一電極層410上形成對(duì)應(yīng)第一電極群402的第一焊接點(diǎn)群408，在所述第二電極層412上形成對(duì)應(yīng)第二電極群403的第二焊接點(diǎn)群409。在倒裝工藝時(shí)，第一電極群402與第一焊接點(diǎn)群408通過焊球連接，第二電極群403與第二焊接點(diǎn)群409通過焊球連接。可以理解的是，此過程還可包括常規(guī)的切割等工藝，由于本發(fā)明并不涉及該部分的改進(jìn)，此處不再贅述。綜上所述，本發(fā)明所提供的LED芯片的結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述LED芯片的電極包括第一電極群和第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上，第二電極群的電極分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上，這樣的結(jié)構(gòu)能獲得充分的電流擴(kuò)展使電流均勻分布，使器件得到良好的發(fā)光效率和均勻的出光率，并且能滿足芯片尺寸更進(jìn)一步增加的需求。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED芯片，包括襯底、形成于所述襯底上的管芯以及設(shè)置于管芯上并與管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域接觸的電極，其特征在于所述電極包括第一電極群和第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上，所述第二電極群分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上。
2.如權(quán)利要求I所述的LED芯片，其特征在于所述管芯包括依次形成于襯底上的N型半導(dǎo)體層、多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層，所述多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層部分暴露出所述N型半導(dǎo)體層。
3.如權(quán)利要求2所述的LED芯片，其特征在于所述第一電極群與所述電流擴(kuò)散層接觸，所述第二電極群與所述N型半導(dǎo)體層接觸。
4.如權(quán)利要求2所述的LED芯片，其特征在于所述第一電極群與所述N型半導(dǎo)體層接觸，所述第二電極群與所述電流擴(kuò)散層接觸。
5.如權(quán)利要求I所述的LED芯片，其特征在于所述LED芯片倒裝于一次粘著基臺(tái)上。
6.如權(quán)利要求5所述的LED芯片，其特征在于所述次粘著基臺(tái)上還形成有第一電極層、絕緣層和第二電極層，所述絕緣層將第一電極層和第二電極層隔開，所述第一電極層上形成有對(duì)應(yīng)第一電極群的第一焊接點(diǎn)群，所述第二電極層上形成有對(duì)應(yīng)第二電極群的第二焊接點(diǎn)群，第一電極群與第一焊接點(diǎn)群連接，第二電極群與第二焊接點(diǎn)群連接。
7.如權(quán)利要求6所述的LED芯片，其特征在于所述第一電極群與第一焊接點(diǎn)群通過焊球連接，所述第二電極群與第二焊接點(diǎn)群通過焊球連接。
8.一種LED芯片的制造方法，包括 提供襯底； 在襯底上形成管芯； 在管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域形成電極，所述電極包括第一電極群和第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上，所述第二電極群分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上。
9.如權(quán)利要求8所述的LED芯片的制造方法，其特征在于所述管芯包括依次形成于襯底上的N型半導(dǎo)體層、多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層，所述多量子阱層、P型半導(dǎo)體層和電流擴(kuò)散層部分暴露出所述N型半導(dǎo)體層。
10.如權(quán)利要求9所述的LED芯片的制造方法，其特征在于所述第一電極群形成在電流擴(kuò)散層上，所述第二電極群形成在N型半導(dǎo)體層上。
11.如權(quán)利要求9所述的LED芯片的制造方法，其特征在于所述第一電極群形成在N型半導(dǎo)體層上，所述第二電極群形成在電流擴(kuò)散層上。
12.如權(quán)利要求8所述的LED芯片的制造方法，其特征在于在管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域形成電極后，將所述LED芯片倒裝于次粘著基臺(tái)上。
13.如權(quán)利要求12所述的LED芯片的制造方法，其特征在于 所述次粘著基臺(tái)上依次形成有第二電極層、絕緣層和第一電極層； 對(duì)應(yīng)第二電極群的位置暴露出所述第二電極層； 在所述第一電極層上形成對(duì)應(yīng)第一電極群的第一焊接點(diǎn)群，在所述第二電極層上形成對(duì)應(yīng)第二電極群的第二焊接點(diǎn)群； 第一電極群與第一焊接點(diǎn)群通過焊球連接，第二電極群與第二焊接點(diǎn)群通過焊球連接。
14.如權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的LED芯片的制造方法，其特征在于所述襯底為藍(lán)寶石襯底。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種LED芯片的結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述LED芯片的電極包括第一電極群和第二電極群，所述第一電極群的電極分排均勻分布在管芯上，與管芯對(duì)應(yīng)區(qū)域接觸，第二電極群分布在以第一電極群的電極為中心的正六邊形的頂點(diǎn)上，采用這樣的結(jié)構(gòu)能獲得充分的電流擴(kuò)展，使電流在芯片中均勻分布，從而使器件得到良好的發(fā)光效率和均勻的出光率，并且能滿足芯片尺寸更進(jìn)一步增加的需求。
文檔編號(hào)H01L33/36GK102931310SQ201210465888
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者畢少強(qiáng) 申請(qǐng)人:映瑞光電科技(上海)有限公司