高压氮化物LED器件及其制造方法技术

本发明专利技术提出一种高压氮化物LED器件的制造方法，包括如下步骤：提供一衬底，在衬底上依次形成有N型氮化物成核层和外延层；蚀刻所述外延层形成N型接触电极台阶；依次蚀刻所述N型氮化物成核层，形成LED隔离沟槽，所述LED隔离沟槽暴露出所述衬底的表面；在所述N型接触电极台阶上制作N型接触电极，在所述外延层上制作P型接触电极，形成多个LED单元芯片；对所述多个LED单元芯片进行光电性能测试，并根据所述测试结果选择性的对所述多个LED单元芯片进行激光划片，以将所述多个LED单元芯片分组切割成至少一个LED模块。本发明专利技术还提供了一种高压氮化物LED器件，以降低整体LED芯片产业成本、提高成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光器件制造领域，尤其涉及一种高压氮化物LED器件及其制造方法。
技术介绍
随着以氮化物为基础的高亮度发光二极管(Light Emitting Diode, LED)应用的开发，新一代绿色环保固体照明光源氮化物LED已成为研究的重点，尤其是以第三代半导体氮化镓(GaN)为代表的蓝色LED的开发。以氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)和氮化铝镓 (AlGaN)合金为主的III族氮化物半导体材料具有宽的直接带隙、内外量子效率高、高热导率、耐高温、抗腐蚀、抗震性、高强度和高硬度等特性，是目前制造高亮度发光器件的理想材料。传统的LED芯片一般采用低电压直流电驱动。从交流电经过电源整流和变压后可以输出高压直流电或低压直流电。当输出为高压直流电时，其输入端和输出端压差低，则交流电到直流电的转换效率高；当输出为低压直流电时，其输入端和输出端压差高，则交流电到直流电的转换效率低。为了输出和高压直流电同样的输出功率，提高从交流电到低电压直流电的转换效率，势必会增加LED驱动电流，必然导致低压LED在工作时散热性要远低于高压LED，这意味着LED散热外壳的成本随之增高，同时也缩短了 LED芯片的寿命。因此， LED驱动器的价格(包括电源整理部分和变压部分的成本)以及LED外壳散热材料的使用均推高了 LED灯具的价格。目前，为了降低LED芯片和灯具的价格，采用的技术方案主要包括大电流密度驱动的直流LED芯片，其优势是极大的降低LED灯具的芯片成本；交流高电压LED芯片，其优势是降低LED灯具的整流和变压功能的成本；直流高电压LED芯片，其优势是降低LED灯具的变压功能的成本；大电流密度驱动的直流高电压LED芯片，其优势是降低LED芯片的成本，降低LED灯具的变压功能的成本；大电流密度驱动的交流高电压LED芯片，其优势是降低LED芯片的成本，降低LED灯具的整流和变压功能的成本。因此，就现有产品而言，LED要进入通用照明领域仍然存在着不少问题，其原因是因为目前这些现有产品都是先进行LED芯片结构的制造，接着进行切割划片，最后，对形成 LED模块进行测试、验收，其技术方案只是单纯的从降低整流、变压、大电流密度驱动下的 LED芯片的结构的改进或LED灯具成本的某一角度出发，解决单一类型产品成本高的缺陷， 并没有解决因光电性能等特性不良的LED芯片的封装而造成的原材料的浪费、成本的增高，降低了 LED模块成品率与封装效率，增加了封装所需要的引线数及封装空间，不能真正实现大功率LED模块的可客制化、封装尺寸的小型化与集成化。由此可见，现有LED产品的技术方案并没有从LED芯片产业成本整体方面出发，因此，LED芯片和灯具的价格整体成本仍然比普通照明灯具高出不少，不能被大众普遍接受。为了解决上述问题，在实现高压III族氮化物LED发光芯片结构时，需要寻求一种能以LED整体行业为出发点，进一步降低LED芯片和灯具的价格，使LED能更快进入通用照明领域。但是，在实际的实施过程中仍然存在相当大的壁垒，亟待引进能有效改善上述缺陷的新方法，以解决第三代半导体材料使用时所面临的LED芯片产业成本和灯具价格高、成品率低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压氮化物LED器件及其制造方法，以降低整体LED芯片产业成本、提高成品率为解决上述问题，本专利技术提供了一种高压氮化物LED器件的制造方法，包括如下步骤提供一衬底，所述衬底上依次形成有N型氮化物成核层和外延层；蚀刻所述外延层形成N型接触电极台阶；依次蚀刻所述N型氮化物成核层，形成LED隔离沟槽，所述LED隔离沟槽暴露出所述衬底的表面；在所述N型接触电极台阶上制作N型接触电极，在所述外延层上制作P型接触电极，形成多个LED单元芯片；对所述多个LED单元芯片进行光电性能测试，并根据所述测试结果选择性的对所述多个LED单元芯片进行激光划片，以将多个LED单元芯片分组切割成至少一个LED模块；对所述LED模块进行封装，所述LED模块中的各LED 单元芯片通过引线进行串联和/或并联，形成高压氮化物LED器件。根据本专利技术的另一方面，还提出了一种高压氮化物LED器件，至少一个高压LED模块，每个高压LED模块包括至少两个LED单元芯片，其中，每个LED单元芯片具有N型接触电极和P型接触电极，各LED单元芯片通过N型接触电极和P型接触电极进行串联和/或并联；以及一基板，所述基板表面设置有基板电极，所述基板电极与所述高压LED模块通过引线键合。由上述技术方案可见，与传统通用的高压LED制造工艺相比，本专利技术公开的高压氮化物LED器件的制造方法，在没有改变LED外延结构、有效利用LED芯片自身结构特性的前提下，在形成N型接触电极和P型接触电极后就进行光电性能测试，并根据所述测试结果选择性的对所述多个LED单元芯片进行激光划片，例如根据光通量设计要求，先对整块晶片进行测试，避开光电性能不良的LED单元芯片，分类形成不同规格的LED单元芯片，再依据不同规格的要求，可客制化激光划片，将LED分组切割成不同形状的LED模块，例如正方形或长方形LED模块；然后，将上述形成的LED模块进行板上晶片直装后，再将每个LED模块中的各LED单元芯片通过引线进行串联和/或并联，组成高压LED模块。通过本专利技术公开的高压氮化物LED器件及其制造方法，避免了以往制造高压LED模块先切片后再测试光电性能而造成的缺陷，例如，LED模块中的LED单元芯片光电性能等特性不良而产生芯片工艺的原材料的浪费、成本的增高；并且提高了 LED模块成品率与封装效率，节省了封装所需要引线数及封装空间，实现了大功率LED模块的可客制化、封装尺寸的小型化与集成化。附图说明图Ia至图If是本专利技术一实施例的高压氮化物LED器件制造方法的流程示意图。图Ig是本专利技术一实施例的高压氮化物LED器件的电连接的俯视示意图。图Ih是本专利技术一实施例的高压氮化物LED器件的结构示意图。图2是本专利技术一实施例的多个LED单元芯片激光切割划片分组的俯视示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。其次，本专利技术利用示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制造中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。参见图Ia至lf，对本专利技术一实施例的高压氮化物LED器件的制造方法进行详细描述。该方法包括如下步骤SlOO 提供一衬底，所述衬底上依次形成有N型氮化物成核层和外延层。参见图2a，先在衬底100上自下而上依次沉积N型氮化物成核层104和外延层 111。所述外延层111包括依次形成于所述N型氮化物成核层104上的多量子阱有源层 106、P型氮化物层108、P型限制层110。更优的，在形成所述外延层111之后，在外延层111上沉积透明导电层112。更优的，在所述衬底100上形成N型氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压氮化物ＬＥＤ器件的制造方法，包括如下步骤：提供一衬底，所述衬底上依次形成有Ｎ型氮化物成核层和外延层；蚀刻所述外延层形成Ｎ型接触电极台阶；依次蚀刻所述Ｎ型氮化物成核层，形成ＬＥＤ隔离沟槽，所述ＬＥＤ隔离沟槽暴露出所述衬底的表面；在所述Ｎ型接触电极台阶上制作Ｎ型接触电极，在所述外延层上制作Ｐ型接触电极，形成多个ＬＥＤ单元芯片；对所述多个ＬＥＤ单元芯片进行光电性能测试，并根据所述测试结果选择性的对所述多个ＬＥＤ单元芯片进行激光划片，以将多个ＬＥＤ单元芯片分组切割成至少一个ＬＥＤ模块；对所述ＬＥＤ模块进行封装，所述ＬＥＤ模块中的各ＬＥＤ单元芯片通过引线进行串联和／或并联，形成高压氮化物ＬＥＤ器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖德元，于洪波，于婷婷，程蒙召，张汝京，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31