[发明专利]一种发光二极管芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)芯片及其制备方法。

背景技术

传统的发光二极管芯片，由于其是将电极金属面向上，放置在一底板(基板)上，因此发光二极管芯片的发光层在电极金属层以下，发出的光部分被电极金属层吸收，从而影响发光二极管的出光效率。而随着半导体芯片(chip)工艺的不断发展，传统的工艺已经不能满足对于发光二极管的发光效率和亮度的日益增加的要求。为了改善发光二极管的出光效率，倒装片(flip chip)工艺被广泛应用于发光二极管的制备中。由于采用倒装片芯片工艺制备的发光二极管具有发光效率高、散热较好等特点，所以逐渐取代采用传统工艺制备的发光二极管而成为LED发光二极管的主流。然而，现有的采用倒装片工艺制备的发光二极管，由于其管芯(die)的衬底对于发光芯片的性能有不良的影响，例如：发射红黄光的管芯的衬底(比如砷化镓)通常将吸收一部分发射的光，而作为氮化镓系的发射蓝绿光的管芯的衬底(比如蓝宝石)则将反射一部分发射的光，这导致发光芯片的发光效率降低。另外，作为管芯的衬底的材料大都是导热率比较低的，例如，砷化镓的导热系数为44-58W/mK，而蓝宝石的导热系数为35-40W/mK。这样在发光芯片的工作过程中产生的热量无法有效地发散到外部，使得发光芯片的寿命降低。因此如何改善发光芯片散热效率和提高光的发光效率成为本领域所需要解决的重要课题之一。为此本申请人曾申请了一种发光二极管及其制备方法的专利，在该专利的发光二极管由于其采取了垂直结构的单电极芯片并移除了芯片上裸芯的衬底，因此有效提高了发光效率和消除了衬底对芯片的影响，但是由于其热沉基板是采用导电材料制成的，并且两个与外接电源线连接的电极层是分别设置在热沉基板的背面和n型半导体层上，所以该热沉基板在充当散热基板的同时还要作为电极导电，即“热电不分离”，这种结构由于基板要导热同时导通电流，不利于芯片的散热。还有日本专利JP2003-142736所公开的一种发光二极管芯片结构，尽管其是将与裸芯连接的两个分隔的辅助电极设置在热沉基板的上面，但是其基板12在充当散热基板的同时也要作为电极导电，因此同样存在热电不分离，不利于芯片散热等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种采用热电分离的结构而有效改善发光芯片的散热效率和提高其发光效率及优良率的发光二极管芯片及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述发光二极管芯片，包括：热沉基板、设置在该热沉基板上表面的金属接合层、装置于所述热沉基板上方的裸芯，其中所述裸芯包括：n型半导体层及形成于该n型半导体层上的发光层、形成于该发光层上的p型半导体层、形成于该p型半导体层上的反射层以及形成于所述n型半导体层上的电极层，其特点是：所述金属接合层包括彼此分隔的并可与外接电源线连接的第一接合层和第二接合层，且所述第一接合层与所述反射层接合，所述第二接合层与所述电极层接合，所述热沉基板至少将其上表面与金属接合层的接触部分设为绝缘部分，所述裸芯通过所述第一接合层和第二接合层与外接电源线的连接而形成热电分离的电流通路。

并且绝缘热沉基板的具体结构可根据需要来定，如上述热沉基板可为由绝缘材料制成的绝缘板形成；上述热沉基板的优选方案为由导电材料制成的底板及位于所述底板上的用于将该底板与上述金属接合层隔离的绝缘层形成。