[发明专利]一种紫外LED倒装芯片

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光元器件技术领域，更具体地说，尤其涉及一种紫外LED倒装芯片。

背景技术

随着三族氮化物半导体材料以及外延工艺的不断发展，紫外LED的输出强度也在不断提高。与传统的紫外光源相比较，紫外LED具有节能、寿命长、工作电压低、效率高以及绿色环保等优点；在杀菌消毒、印刷光刻以及通信探测等领域中具有极为重要的地位。

但是，现有的紫外LED外延芯片在制备过程中，由于半导体材料掺杂效率低、外延质量较差以及载流子浓度不高等问题导致光效率低；并且，衬底、外延层等材料的生长过程中，本身存在表面裂纹、晶体质量差、结构材料设计难度大、工艺复杂、精度要求极高等缺陷；在后续的倒装焊、固晶以及封装过程中，也存在功率型芯片尺寸大、产热多、散热差、刻蚀面积大导致发光面积小、亮度不高以及静电放电危害等问题。

现有技术中，通过采用相容的制作过程，同时结合高质量的外延工艺，降低了LED芯片中低级缺陷的产生，还通过在LED封装的过程中引入二极管结构，使得LED芯片额外的形成浪涌电压或脉冲电流放电路径，在一定程度上减小了静电对LED芯片的危害。

但是，通过上述的改进方式，极大程度的增加了LED芯片的封装成本，且增大了工艺的实施难度以及降低了LED芯片的成品率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种紫外LED倒装芯片，该紫外LED倒装芯片具有防漏电、发光效率高、电压浪涌小、防静电释放危害、散热快及可靠性高等优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种紫外LED倒装芯片，所述紫外LED倒装芯片包括：

衬底；

设置在所述衬底上的外延层结构；所述外延层结构包括：在第一方向上依次设置的缓冲及成核层、超晶格结构、重掺杂n型AlGaN层、轻掺杂n型AlGaN层、量子阱有源区、电子阻挡层、P型导电层、反射层、电流扩展层、绝缘层以及导电薄膜层；

其中，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构。

优选的，在上述紫外LED倒装芯片中，所述绝缘层设置于所述电流扩展层中间区域，且所述电流扩展层以及所述绝缘层分别与所述反射层接触。

优选的，在上述紫外LED倒装芯片中，所述紫外LED倒装芯片还包括：

贯穿所述轻掺杂n型AlGaN层、所述量子阱有源区、所述电子阻挡层、所述P型导电层、所述反射层、所述电流扩展层以及所述导电薄膜层的第一电极凹槽结构；

贯穿所述电流扩展层以及所述导电薄膜层的第二电极凹槽结构；

贯穿所述轻掺杂n型AlGaN层、所述量子阱有源区、所述电子阻挡层、所述P型导电层、所述反射层、所述绝缘层以及所述导电薄膜层的设定形状的第三凹槽结构。

优选的，在上述紫外LED倒装芯片中，所述紫外LED倒装芯片还包括：

分别设置于所述第一电极凹槽结构内部侧壁以及所述第二电极凹槽结构内部侧壁的隔离层；

分别设置于所述第一电极凹槽结构内部侧壁以及所述第二电极凹槽结构内部侧壁背离所述隔离层一侧的内部接触层。

优选的，在上述紫外LED倒装芯片中，所述紫外LED倒装芯片还包括：

设置于所述导电薄膜层表面上且与所述第一电极凹槽结构接触连接的n电极；

设置于所述导电薄膜层表面上且与所述第二电极凹槽结构接触连接的p电极。

优选的，在上述紫外LED倒装芯片中，所述紫外LED倒装芯片还包括：

设置于所述第三凹槽结构内部的SiO₂层，且所述SiO₂层的厚度小于所述第一方向上从所述重掺杂n型AlGaN层开始至所述绝缘层之间的距离；

设置于所述SiO₂层上的金属环层，所述金属环层为未封闭结构的倒E结构，用于对所述n电极的外延层结构区域进行包裹，且与所述n电极不连接。

优选的，在上述紫外LED倒装芯片中，所述紫外LED倒装芯片还包括：基板结构；

其中，所述基板结构包括：在所述第一方向上依次设置的金属布线层、AlN层、导电银浆层以及基板。

优选的，在上述紫外LED倒装芯片中，所述P型导电层包括：P型AlGaN层以及P型GaN层；

其中，所述P型AlGaN层以及P型GaN层在所述第一方向上依次设置于所述电子阻挡层与所述反射层之间。