[发明专利]高压LED芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体光电芯片技术领域，尤其涉及一种高压LED芯片及其制备方法。

背景技术

随着LED(发光二极管)发光效率的不断提高，LED已成为近年来最受重视的光源之一。随着LED工艺的发展，直接采用高压驱动的LED已经实现。高压LED的效率优于一般传统低压LED，主要归因于小电流、多单元的设计能均匀的将电流扩散开，而且高压LED可以实现直接高压驱动，从而节省LED驱动的成本。

现有的高压LED芯片存在着功率增加、散热难及可靠性降低的问题，针对这些问题，业界对高压LED芯片的结构出了进一步的改进。例如，专利申请号为201410123492.3的中国发明专利申请公开了一种高压LED芯片及其制作方法，该LED芯片包括多个LED芯片单元，各个LED芯片单元之间设置切割沟槽相隔离，每个LED芯片单元包括一个独立的LED芯片器件，该LED芯片器件包括依次设置的蓝宝石衬底、n-GaN层、多层量子阱层、p-GaN层，n-GaN层上形成有n型电极，p-GaN层上形成有p型电极，外延片的顶部覆盖有绝缘荧光层，绝缘荧光层填充于切割沟槽内、仅将用于与外部电连接的n型电极与p型电极露出。但其还是采用传统的金属凸点导热，LED高压芯片的导热及可靠性问题仍然没有得以解决。

对于高压LED芯片来说，要解决散热问题，就必须加大芯片散热面积，这只能通过芯片上的设计来形成两个大焊盘，然后通过锡膏焊接把热量从焊盘扩散到基板。由于高压芯片是由多个芯片组成，要形成两个大焊盘需要新方法。另外芯片之间由于相互在外延层被隔开，芯片之间有大于7um的台阶，使得芯片表面不处于同等水平线，这会对回流焊工艺造成影响。同时，LED芯片工作时产生的热量会使LED芯片温度升高，由于固定高压LED芯片的导热基板一般 采用FR4线路板、铝基或者铜基PCB，高压LED芯片与导热基板的热膨胀系数不同而产生的热应力，可能会导致LED芯片开裂或者金属凸点剥离，影响高压LED芯片的发光效率及其工作可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有自身吸收内部产生的热应力、提高产品可靠性的高压LED芯片及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

高压LED芯片，包括衬底以及位于所述衬底表面上彼此相互独立的M个芯片，M≥2，所述每个芯片包括依次生长于所述衬底表面上的N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层构成芯片的外延层，所述每个芯片的P型氮化镓层上形成有反射层；覆盖所述每个芯片的外延层及反射层表面的绝缘层，所述绝缘层沿芯片周边侧壁与衬底贴合；与第一芯片的反射层电连接的P引线电极；与第M芯片的N型氮化镓层电连接的N引线电极；依次将第i芯片的N型氮化镓层和第i+1芯片的反射层进行串联电连接的PN引线连接电极，i＝1，…，M-1，每两个相互串联的芯片的PN引线连接电极彼此相互独立；平坦化层，所述平坦化层为有机硅胶层，平坦化层覆盖于P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极的表面上及P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极之间的绝缘层表面上；沉积于所述平坦化层上并与所述N引线电极连接的N焊盘；沉积于所述平坦化层上并与所述P引线电极连接的P焊盘。

本发明的高压LED芯片，还包括：贯穿所述外延层、露出所述衬底表面的沟槽，所述沟槽将每个芯片相隔离；贯穿每个芯片的P型氮化镓、发光层直到N型氮化镓层表面的N电极孔；所述绝缘层填充所述沟槽和N电极孔，每个芯片的绝缘层上形成有与所述反射层表面相连的P型接触孔和与所述N型氮化镓层表面相连的N型接触孔；所述P引线电极沉积在第一芯片表面的部分绝缘层上及P型接触孔内、通过第一芯片上的P型接触孔与第一芯片的反射层电连接；所述N引线电极沉积在第M芯片表面的部分绝缘层上及N型接触孔内、通过第M芯片上的N型接触孔与第M芯片的N型氮化镓层电连接；所述PN引线连接电极沉积在相邻芯片的部分绝缘层上及N型接触孔、P型接触孔内；所述 平坦化层上形成有与第M芯片上的N引线电极表面连接的N引线电极接触孔以及与第一芯片上的P引线电极表面连接的P引线电极接触孔；所述N焊盘沉积于所述平坦化层上和所述N引线电极接触孔内与所述N引线电极连接；所述P焊盘沉积于所述平坦化层上和所述P引线电极接触孔内与所述P引线电极连接。

本发明的绝缘层为氮化铝或二氧化硅或氮化硅或三氧化二铝或布拉格反射层或有机硅胶层。

本发明的平坦化层为粘度大于400mPa.s、厚度大于6um的有机硅胶层。

本发明的N焊盘与P焊盘表面上覆盖有锡膏层。