[发明专利]具有过压保护结构的发光二极管芯片

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管的芯片，特别是涉及发光二极管芯片的过压保护。 

背景技术

现有发光二极管芯片按衬底的材料分类主要有蓝宝石衬底、硅衬底和碳化硅衬底三大类。其中蓝宝石衬底的芯片为单面电极结构，硅衬底和碳化硅衬底多采用垂直电极结构。发光二极管的芯片主要由N电极、N型掺杂半导体层、发光区、P型掺杂半导体层、P电极和衬底几个主要部分叠加构成。这些芯片的尺寸非常小。由于芯片的尺寸微小，其工作电压只有几伏，而静电往往都在几千伏特，在生产过程中极易被环境中静电击穿损坏。目前的LED生产广泛采用的防静电的方式是提高封装LED生产车间环境的净化级(一般为1万级)，并控制净化间的温度和湿度来减小静电对芯片的损害，高的标准会使得生产投入的成本很高，该方式不是很好的解决方式。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有过压保护结构的发光二极管芯片，该芯片用来解决在超过芯片额定电压情况下的对芯片的过压保护问题。 

为了解决上述技术问题，本发明提出一种具有过压保护结构的发光二极管芯片，包括第一电极、第一掺杂半导体层、发光层、第二掺杂半导体层、第二电极和衬底；其中，第一掺杂半导体层、发光层和第二掺杂半导体层由上至下依次叠加在衬底的上方；所述第一掺杂半导体层与第二掺杂半导体层之间还设有通过压敏材料实现过压保护的过压保护部。

所述过压保护部包括连接导体、钝化层和压敏层；连接导体位于芯片侧面上，它与所述第一掺杂半导体层或第二掺杂半导体层中的其中一个连通，它与另一个之间设有由压敏材料组成的压敏层；在连接导体与所述发光层之间设有在芯片侧边表面的所述钝化层。 

本发明的优选结构为：所述过压保护部设在所述芯片的侧边表面，整个过压保护部由压敏材料构成。 

本发明的优选结构为：所述芯片为水平电极结构，所述衬底为蓝宝石衬底。这种水平电极结构，其芯片电流为横向流动，两个电极均位于芯片的上面；这种结构适用于诸如蓝宝石这样的绝缘体衬底。 

本发明的优选结构为：所述芯片为垂直电极结构，其衬底为导电衬底。这种垂直结构的芯片电流为纵向流动，电极分设于芯片的上、下两个面。它适用于衬底为导体的芯片，如硅衬底、碳化硅衬底、锗衬底、砷化镓衬底、磷化镓衬底、铜衬底、铬衬底中的任一种，或者为金属合金衬底以及其它复合衬底。金属合金可以是铁合金、铜合金、铬合金等。 

本发明的优选方式为：所述衬底为硅衬底。对于没有经过衬底转移工艺的芯片，这里所指的衬底是生长衬底。对于经过邦定、除去生长衬底的芯片来说，这里所指的衬底是转移衬底。 

本发明的优选方式为：所述的第一电极为N电极，第一掺杂半导体层为N型掺杂半导体层，第二掺杂半导体层为P型掺杂半导体层，第二电极为P电极层。 

本发明的优选结构为：所述过压保护部与所述第一掺杂半导体层上形成有电连接层，电连接层连通所述过压保护部和第一掺杂半导体层。 

本发明的优选方式为：所述压敏材料为氧化锌压敏材料、碳化硅压敏材料、钛酸钡压敏材料或锗的压敏材料。压敏材料是以上述各物质为主、含掺杂的压敏材料。 

本发明的有益效果如下： 

相比现有技术，本发明在芯片上另行开辟了一个过压保护电路区域，即在第一掺杂半导体层与第二掺杂半导体层之间连接有通过压敏材料实现过压保护的过压保护部。该部分电路与芯片发光部分电路并联在一起，在外界电压大于芯片极限电压的情况下自动导通进行放电，进而保护芯片发光部分，避免其被击穿。目前的压敏材料一般都可以用于防止几千伏特的高压情况，因此本发明这种结构不但可以防止电路中的过压情况，还可以用于防止在生产芯片过程中产生的静电对芯片的损坏。 

附图说明

图1是本发明的实施例一的结构图。 

图2是本发明的实施例二的结构图。 

图3是本发明的实施例三的结构图。 

具体实施方式

本发明提供一种具有过压保护结构的发光二极管芯片。