一种LED芯片结构制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体领域，具体为一种LED芯片结构，其包括生长基板，形成于所述生长基板上的外延层，形成于所述外延层上的2个焊垫，所述焊垫为金属焊垫，所述外延层的横截面面积由所述生长基板向所述焊垫的方向减小，使所述外延层的纵截面呈梯形形状，所述外延层的侧表面上形成有遮光层或反射层。LED芯片的外延层为梯形形状，有利于接着光阻或反射层，使LED芯片侧面不会出光，在梯形的侧面接着光阻或反射层不会增加LED芯片的体积，不受LED间距的限制，不会影响LED出光效率，防止RGB LED混色并且增加出光一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片结构
本技术涉及半导体领域，尤其涉及一种LED芯片结构。
技术介绍
LED发光芯片，是led灯的核心组件，也就是指的P-N结。其主要功能是：把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。LED芯片一般通过在生长基板上之制备外延层(一般包括n型半导体、p型半导体以及发光层)，然后通过光刻、蚀刻、研磨、切割等工艺得到一颗颗独立的led芯片，然后将独立的led芯片经过转移焊接等工艺制程显示器，背光等光学系统。目前，LED芯片的出光面除了垂直于LED表面的垂直型出光，还有水平于LED表面的侧向出光,侧向出光会对例如直接显示产品、背光产品、车载和照明都有一些不良影响。目前，MiniLED显示屏固晶制程后会上挡光光阻，主要目的为防止RGBLED混色和增加出光一致性。然而若进行压膜和贴膜制程，挡光光阻会覆盖LED表面，影响出光效率；若进行点胶制程，当LED间距较小，无法控制挡光光阻覆盖一致性，无法有效防止混色。
技术实现思路
基于以上问题，本技术设计一种LED芯片结构，其外延层侧面设计挡光层或光反射层，其具体结构如下：一种LED芯片结构，其包括生长基板，形成于所述生长基板上的外延层，形成于所述外延层上的2个焊垫，所述焊垫为金属焊垫，所述外延层的横截面面积由所述生长基板向所述焊垫的方向减小，形成梯形形状，所述外延层的侧表面上形成有遮光层或反射层。进一步的，所述外延层包括第一半导体层、主动层及第二半导体层，所述第一半导体层及所述第二半导体层为N型半导体层或P型半导体层，所述第一半导体层及所述第二半导体层的类型不同。进一步的，其特征在于，所述焊垫的材质为金、镍/金合金或ITO中的一种。进一步的，所述反射层为布拉格反射层。进一步的，所述布拉格反射层为至少一层氧化钛及至少一层二氧化硅交错层叠。进一步的，所述遮光层为光阻剂形成光阻层。进一步的，所述光阻层为黑色或白色。本技术的有益效果在于：LED芯片的外延层为梯形形状，有利于接着光阻或反射层，使LED芯片侧面不会出光，在梯形的侧面接着光阻或反射层不会增加LED芯片的体积，不受LED间距的限制，不会影响LED出光效率，防止RGBLED混色并且增加出光一致性。附图说明图1为实施例1LED芯片的结构示意图；图2为实施例1外延层结构示意图；图3为实施例1的制造流程图；图4为图3流程中对应的结构变化图；图5为实施例2LED芯片的结构示意图；图6为实施例2的制造流程图；图7为图6流程中对应的结构变化图。图中标号说明：生长基板10、外延层20、第一半导体层21、主动层22、第二半导体层23、遮光层24、反射层25、焊垫30、光阻40、掩膜50。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请中的属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要或者隐含指名所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。实施例1如图1及图2所示，为实施例1所述的LED芯片的具体结构。其包括生长基板10，形成于生长基板10上的外延层20，其中外延层20由第一半导体层21、主动层22、第二半导体层23组成，其中第一半导体层21与第二半导体层23为N型半导体层或P型半导体层，二者相异，即，若第一半导体层21为N型半导体层，则第二半导体层23为P型半导体层。生长基板10用于外延层的生长，采用的生长基板10根据LED芯片的发光波长不同而区分使用。如果是蓝色LED芯片或白色LED芯片等GaN类半导体材料的LED芯片，则使用蓝宝石、SiC和Si等作为基板，如果是红色LED等采用AlInGaP类材料的LED芯片，则使用GaAs等作为基板。因LED芯片发光波长而使用不同基板的原因是为了选择与LED芯片发光部分(半导体)结晶的晶格常数尽量接近的晶格常数的廉价基板材料。这样做晶格常数的差距(晶格失配)就会缩小，在半导体层中阻碍发光的结晶缺陷的可能性就会减少。而且能降低LED芯片的单价。另外，蓝紫色半导体激光器等电流密度和光输出密度较大的元件，则采用昂贵的GaN基板。需要指出的是GaN基板也用于部分蓝色LED。外延层20上形成有两个焊垫30，焊垫的材质为Ni-Au合金，其具有很好的导电性及机械性能。外延层20是在适当温度的生长基板10生长出的特定单晶薄膜。外延层上的第一半导体层21与第二半导体层23之间形成P-N结，第一半导体层21与第二半导体层23上分别形成有焊垫30，通过焊垫向第一半导体层21与第二半导体层23之间施加电压，会在主动层22以光子的形式发出能量(及发出光波)，因主动层22的材质不同，其发出的光波波长也不同，从而使LED芯片发出不同颜色的光。外延层20沿生长基板向焊垫30的方向，横截面积逐渐减小，形成梯形形状，因而外延层20侧面为向下的倾斜斜面，其纵截面呈梯形。外延层20侧表面上形成有遮光层24，该遮光层24为光阻。外延层20纵截面呈梯形，其侧面为向下的倾斜面，斜面更易于接着遮光层24，通常垂直截面上接着遮光层24其连接更不稳定，且接着遮光层24时，同样的遮光层24厚度，对于外延层来20来说，倾斜斜面不会使外延层20的整体宽度增加太多，因而更利于芯片的微型化，在形成遮光层24后，不用考虑LED间距的问题。如图3图4所示，所述LED芯片的具体制备步骤如下：S10上光阻。提供一生长基板10，生长基板上形成有多个外延层20，每个外延层20上设置有两个焊垫30，焊垫30用于后续LED芯片的封装。在生长基板10、外延层20及焊垫30上通过旋涂的方式涂布光阻40，光阻40覆盖整个生长基板10、外延层20及焊垫30，且干燥后表面均匀平整。光阻40优选为白色或黑色。外延层通20为生长于生长基板10上多层单晶薄膜，第一半导体层21、主动层22、第二半导体层23，各层依次生长形成，各层的厚度通常在纳米级，以保证LED芯片的微型化。生长方法包括气相外延(VPE)、液相外延(LPE)、分子束外延(MPE)、等离子体增强化学气象沉积(PECVD)、金属有机化合物气相外延(MOCVD)。S11干蚀刻去除部分光阻。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED芯片结构，其特征在于，包括生长基板，形成于所述生长基板上的外延层，形成于所述外延层上的2个焊垫，所述焊垫为金属焊垫，所述外延层的横截面面积由所述生长基板向所述焊垫的方向减小，使所述外延层的纵截面呈梯形形状，所述外延层的侧表面上形成有遮光层或反射层。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片结构，其特征在于，包括生长基板，形成于所述生长基板上的外延层，形成于所述外延层上的2个焊垫，所述焊垫为金属焊垫，所述外延层的横截面面积由所述生长基板向所述焊垫的方向减小，使所述外延层的纵截面呈梯形形状，所述外延层的侧表面上形成有遮光层或反射层。


2.如权利要求1所述的LED芯片结构，其特征在于，所述外延层包括第一半导体层、主动层及第二半导体层，所述第一半导体层及所述第二半导体层为N型半导体层或P型半导体层，所述第一半导体层及所述第二半导体层为不同类型的半导体层。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：安金鑫，周充祐，李刘中，林子平，郑士嵩，
申请(专利权)人：重庆康佳光电技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50