[发明专利]LED芯片、LED芯片封装结构及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED发光器件技术领域，特别涉及一种LED芯片、LED芯片封装结构及制作方法。

背景技术

蓝光LED（发光二极管）芯片大多都是以蓝宝石为衬底的，典型的结构包括以下部分：⑴ 在蓝宝石基底材料上沉积外延层，该外延层从下到上依次为缓冲层、N型GaN层、发光层、P型GaN层；⑵ 在P型GaN层形成P电极，在芯片表面局部位置从P型GaN层刻蚀至N型GaN层，并在此区域上制作形成N电极。

此常规水平结构的LED芯片含有一个正极和一个负极金属接触层，直流电从正极通入后能够正常发光。而用LED做成的器件通常都会包含一个驱动电源，用于把交流电转换为可用的直流电。

日常生活照明环境下使用的都是220V交流电，而常规的LED芯片只能用直流电驱动，所以LED芯片在后期封装形成器件时需要增加一个直流驱动电源，这样就能把日常的交流电经过整流作用转换为LED所用的直流电。但是直流驱动电源本身的体积偏大，在LED器件的在形成中占有过大的体积。而且驱动电源在能量转换时本身会消耗部分电功率，消耗的电功率又会产生大量的热，增加器件的散热负担，最终影响LED器件的发光效率；同时驱动电源寿命普遍比LED芯片低很多，导致的结果是LED器件中芯片未坏，而驱动电源先损坏，所以整个器件的使用寿命会大大降低。

在其它场景中，譬如汽车发电机发电时产生的是交流电，它也会经过整流器将电流转换为直流电，然后供给汽车指示灯以及仪表灯使用，此过程中的整流器也会消耗功率，占用空间。

直流电驱动的芯片在长时间点亮后，由于负电极区域会发生电流拥堵效应，发生电流拥堵时，电流经过扩散聚集在负极区域。而负极区域只有一个，因此负电极区域会产生大量的热，芯片过热就会老化，影响芯片的性能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本发明提出一种LED芯片，该LED芯片可以直接采用交流电驱动，相比直流LED芯片，无需直流驱动电源，提高了电功转换效率，而且散热效果更好，增加了LED芯片的使用寿命和可靠性。

为解决上述问题，本发明提出一种LED芯片，包括：外延片，所述外延片上具有第一电极区域和第二电极区域，所述第一电极区域内设有第一正极和第一负极，所述第二电极区域内设有第二正极和第二负极；所述外延片上设有用于电隔离的沟槽，所述第一正极和第二负极位于所述沟槽的一侧，所述第一负极和第二正极位于所述沟槽的另一侧； 共晶层，所述共晶层包括第一共晶层和第二共晶层，所述第一共晶层设置于第一电极区域并覆盖第一正极和第一负极，所述第二共晶层设置于第二电极区域并覆盖第二正极和第二负极。

本发明还提出一种LED芯片封装结构，包括：基板，所述基板上设置有电极；如上所述的LED芯片，所述LED芯片倒置在所述基板上，所述第一共晶层和第二共晶层与所述基板上的电极对应连接。

基于上述实施例的LED芯片的结构，本发明另一方面实施例提出一种LED芯片的制作方法，包括：

形成外延片，所述外延片包括衬底和在衬底上依次形成的缓冲层、N型半导体层、发光层和P型半导体层；

在外延片上形成刻蚀至衬底的沟槽，并在沟槽内填充绝缘材料，所述沟槽将外延片分割为两部分，沟槽的两侧分别设置第一电极区域和第二电极区域；

在外延片上的第一电极区域和第二电极区域分别形成负电极孔，所述负电极孔刻蚀至N型半导体层；

在P型半导体层上形成导电层；

在第一电极区域和第二电极区域的导电层上分别形成第一正极和第二正极，在第一电极区域和第二电极区域的负电极孔中分别形成第二负极和第二正极；

在负电极孔的侧壁与第一负极和第二负极之间形成绝缘层；

形成共晶层，所述共晶层包括第一共晶层和第二共晶层，所述第一共晶层形成在第一电极区域并覆盖第一正极和第一负极，所述第二共晶层形成在第二电极区域并覆盖第二正极和第二负极。

根据本发明实施例的LED芯片，交流电会选择从LED芯片的第一电极区域或第二电极区域的正极流入，从另外一个电极区域的负极流出，因此可以直接采用交流电驱动，相比直流LED芯片，无需直流驱动电源，提高了电功转换效率；其次，本发明实施例的LED芯片在电极区域设置了共晶层，提高了LED芯片的散热效果；同时，LED芯片的两侧各设有一个负电极，在交流电的周期中，芯片两侧的电流方向交替变化，负电极区域的电流拥堵效应就被分散在了LED芯片的两侧，整个LED芯片发热均匀，增加了LED芯片的使用寿命和可靠性。