Led芯片和led發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種LED芯片，包括襯底以及形成于襯底上的外延層，所述LED芯片的橫截面為三角形，外延層包括依次形成于襯底上的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層分別具有第一電極接觸區(qū)和第二電極接觸區(qū)，第一電極接觸區(qū)至少包括第一接觸點(diǎn)，第二電極接觸區(qū)至少包括第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)，所述第一接觸點(diǎn)、第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)非共線。本申請(qǐng)還公開了一種LED發(fā)光器件。本實(shí)用新型的LED芯片，其橫截面設(shè)置為三角形，同時(shí)側(cè)面為非垂直面，提高了芯片從側(cè)面出光的效率。本實(shí)用新型的LED芯片至少包括三個(gè)不共線的接觸點(diǎn)，因此該芯片在以倒裝或覆晶（flip-chip）形式安裝在基材上時(shí)，通過至少三點(diǎn)固定，使得LED芯片與基材之間更加穩(wěn)固，平整，可靠，不易晃動(dòng)。
【專利說明】LED芯片和LED發(fā)光器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，特別涉及一種LED芯片和LED發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]上世紀(jì)60年代第一只LED產(chǎn)品在美國(guó)誕生，它的出現(xiàn)給人們的生活帶來了很多光彩，由于LED具有壽命長(zhǎng)、低功耗、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，與之相關(guān)的技術(shù)發(fā)展得非常迅速。它已經(jīng)成為“無處不在”與我們的生活息息相關(guān)的光電器件和光源，比如手機(jī)的背光，交通信號(hào)燈，大屏幕全彩顯示屏和景觀亮化用燈等等。
[0003]目前制約LED進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展的瓶頸是它的價(jià)格和出光效率及散熱，理論上用藍(lán)光LED激發(fā)黃色熒光粉合成白光的發(fā)光效率高達(dá)每瓦300多流明，但是現(xiàn)在的實(shí)際效率還不到理論值的一半，大概是理論值的三分之一左右，其中一個(gè)重要原因是一部分從激活區(qū)發(fā)出的光無法從LED芯片內(nèi)部逃逸出來。金屬電極，芯片材料本身和基材對(duì)光的吸收和遮擋使得LED光效的損失很大。
[0004]另外，LED芯片出光效率低的另外一個(gè)原因是外延材料的折射率遠(yuǎn)大于空氣折射率，而傳統(tǒng)的LED芯片的圖形往往采用矩形單元的布局，矩形芯片的側(cè)面光取出角度很小，從而使有源區(qū)產(chǎn)生的光由于全內(nèi)反射不能從LED中有效的發(fā)射出去，導(dǎo)致LED的外量子效率較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種LED芯片和LED發(fā)光器件，解決現(xiàn)有技術(shù)中LED芯片出光效率低的技術(shù)問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]本申請(qǐng)實(shí)施例公開一種LED芯片，包括襯底以及形成于所述襯底上的外延層，所述LED芯片的橫截面為三角形，所述外延層包括依次形成于所述襯底上的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層分別具有第一電極接觸區(qū)和第二電極接觸區(qū)，所述第一電極接觸區(qū)至少包括第一接觸點(diǎn)，所述第二電極接觸區(qū)至少包括第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)，所述第一接觸點(diǎn)、第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)非共線。
[0008]優(yōu)選的，在上述的LED芯片中，所述襯底為透明襯底，其材質(zhì)選自藍(lán)寶石、碳化硅或ZnO或透明玻璃。
[0009]優(yōu)選的，在上述的LED芯片中，所述LED芯片的側(cè)面為非垂直面。
[0010]優(yōu)選的，在上述的LED芯片中，所述LED芯片的橫截面為正三角形或等腰三角形。
[0011]相應(yīng)地，本申請(qǐng)實(shí)施例還公開了一種LED發(fā)光器件，包括透明基材以及倒裝在所述透明基材上的至少一 LED芯片，所述LED芯片為上述的LED芯片。
[0012]優(yōu)選的，在上述的LED發(fā)光器件中，還包括第一透明導(dǎo)電層，所述第一透明導(dǎo)電層形成于所述透明基材的表面并與所述第一接觸點(diǎn)電性接觸。
[0013]優(yōu)選的，在上述的LED發(fā)光器件中，所述第一透明導(dǎo)電層的材質(zhì)為氧化銦錫、氧化鋅或石墨烯。
[0014]優(yōu)選的，在上述的LED發(fā)光器件中，還包括第二透明導(dǎo)電層，所述第二透明導(dǎo)電層形成于所述透明基材的表面并分別與所述第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)電性連接。
[0015]優(yōu)選的，在上述的LED發(fā)光器件中，所述第二透明導(dǎo)電層的材質(zhì)為氧化銦錫、氧化鋅或石墨烯。
[0016]優(yōu)選的，在上述的LED發(fā)光器件中，所述透明基材的材質(zhì)為玻璃、藍(lán)寶石、碳化硅或有機(jī)透明體。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018](I)本實(shí)用新型的LED芯片，其橫截面設(shè)置為三角形，同時(shí)側(cè)面為非垂直面，提高了芯片從側(cè)面出光的效率。
[0019](2)本實(shí)用新型的LED芯片至少包括三個(gè)不共線的接觸點(diǎn)，因此該芯片在以倒裝或覆晶(flip-chip)形式安裝在基材上時(shí)，通過至少三點(diǎn)固定，使得LED芯片與基材之間更加穩(wěn)固，平整，可靠，不易晃動(dòng)。
[0020](3)本實(shí)用新型的LED芯片中，襯底和基材均采用透明材質(zhì)，而且電極均采用透明導(dǎo)電層引出，因此避免了電極、基材和襯底對(duì)出光的阻擋，實(shí)現(xiàn)了空間全角度出光，進(jìn)一步提高了出光效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中LED芯片的俯視圖；
[0023]圖2所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中LED芯片的側(cè)視圖；
[0024]圖3所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例中LED發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4所示為本實(shí)用新型另一實(shí)施例中LED發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0027]參圖1和圖2所示，LED芯片包括襯底11以及形成于襯底11的外延層12。
[0028]襯底11優(yōu)選為透明襯底，其材質(zhì)優(yōu)選自藍(lán)寶石、碳化硅或ZnO或透明玻璃。
[0029]外延層12包括依次形成于襯底11上第一半導(dǎo)體層121和第二半導(dǎo)體層122。第一半導(dǎo)體層121為N型半導(dǎo)體層，第二半導(dǎo)體層122為P型半導(dǎo)體層，在N型和P型半導(dǎo)體層之間還設(shè)有發(fā)光層(圖未示)，通過刻蝕第二半導(dǎo)體層122和發(fā)光層直至露出第一半導(dǎo)體層121形成第一電極接觸區(qū)13，第一電極接觸區(qū)13包括第一接觸點(diǎn)131。第二半導(dǎo)體層122的頂面具有第二電極接觸區(qū)14，第二電極接觸區(qū)14包括兩個(gè)電極接觸點(diǎn)，分別為第二接觸點(diǎn)141和第三接觸點(diǎn)142。第一接觸點(diǎn)131、第二接觸點(diǎn)141和第三接觸點(diǎn)142呈三角
形設(shè)置。
[0030]第一接觸點(diǎn)131、第二接觸點(diǎn)141和第三接觸點(diǎn)142的材質(zhì)選自金、鋁、鈦、鉬、鎢等金屬中的一種或多種的組合。
[0031]為了提高LED芯片側(cè)面的出光率，LED芯片的橫截面設(shè)置為三角形，更優(yōu)選為等腰三角形或正三角形。進(jìn)一步地，LED芯片的側(cè)面均為非垂直面，亦即，LED芯片的側(cè)面與襯底底面所在的水平面的夾角為非90°，該夾角可以為銳角也可以為鈍角。
[0032]參圖3所示，LED發(fā)光器件包括上述的LED芯片10和透明基材20，LED芯片10倒裝設(shè)置在透明基材20上。
[0033]透明基材20的材質(zhì)優(yōu)選為玻璃、藍(lán)寶石、碳化硅或有機(jī)透明體。有機(jī)透明體包括有機(jī)玻璃、PC (聚碳酸酯)、PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)等。透明基材20的表面配合LED芯片10的形狀設(shè)置為臺(tái)階狀。參圖4所示，也可以將第一接觸點(diǎn)131的高度提升到與另外兩個(gè)個(gè)接觸點(diǎn)141，142的高度相同，這樣透明基材表面可以是沒有臺(tái)階的平面。
[0034]透明基材20上與第一接觸點(diǎn)131相應(yīng)的區(qū)域上覆設(shè)有第一透明導(dǎo)電層21，第一透明導(dǎo)電層21與第一接觸點(diǎn)131固定并電性連接，第一透明導(dǎo)電層21沿水平方向延伸于透明基材20的表面,位于透明基材20上方的第一透明導(dǎo)電層21上還設(shè)有N電極23。
[0035]第二透明導(dǎo)電層22沿水平方向延伸于透明基材20的表面，第二透明導(dǎo)電層22分別與第二接觸點(diǎn)141和第三接觸點(diǎn)142固定并電性連接。位于透明基材20上的第二透明導(dǎo)電層22上還設(shè)有金屬焊盤24。
[0036]第一透明導(dǎo)電層21和第二透明導(dǎo)電層22的材質(zhì)優(yōu)選自氧化銦錫、氧化鋅或石墨烯。
[0037]本實(shí)用新型通過第一接觸點(diǎn)131、第二接觸點(diǎn)141和第三接觸點(diǎn)142實(shí)現(xiàn)于透明基材20的固定，由于三個(gè)接觸點(diǎn)并非位于同一直線上，因此LED芯片可以穩(wěn)固在透明基材20上，不易發(fā)生晃動(dòng)。易于想到的是，第一電極接觸區(qū)上還可以設(shè)置多個(gè)接觸點(diǎn)，第二電極接觸區(qū)上也可以設(shè)置兩個(gè)以上的接觸點(diǎn)，另外，第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)也可以構(gòu)成一連續(xù)的條形的接觸點(diǎn)。
[0038]進(jìn)一步地，該LED發(fā)光器件還可包裹有封裝層，封裝層可由環(huán)氧樹脂等組成，其中可均勻摻雜、涂覆有熒光粉等，以實(shí)現(xiàn)LED芯片發(fā)射光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，且通過此種封裝形式，還可使器件所發(fā)射的光具有更佳均勻性。而所述熒光粉的類型可依據(jù)實(shí)際應(yīng)用之需求而選取，其獲取途徑亦可有多種，例如，可來源于市售途徑。
[0039]進(jìn)一步地，每個(gè)LED發(fā)光器件還可以包括多個(gè)LED芯片，多個(gè)LED芯片之間通過透明導(dǎo)電層實(shí)現(xiàn)串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。
[0040]綜上所示，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0041](I)本實(shí)用新型的LED芯片，其橫截面設(shè)置為三角形，同時(shí)側(cè)面為非垂直面，提高了芯片從側(cè)面出光的效率。
[0042](2)本實(shí)用新型的LED芯片至少包括三個(gè)不共線的接觸點(diǎn)，因此該芯片在安裝在基材上時(shí)，通過至少三點(diǎn)固定，使得LED芯片與基材之間更加穩(wěn)固，不易晃動(dòng)。
[0043](3)本實(shí)用新型的LED芯片中，襯底和基材均采用透明材質(zhì)，而且電極均采用透明導(dǎo)電層引出，因此避免了電極、基材和襯底對(duì)出光的阻擋，實(shí)現(xiàn)了全角度出光，進(jìn)一步提高了出光效率。
[0044]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0045]以上所述僅是本申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范 圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED芯片，包括襯底以及形成于所述襯底上的外延層，其特征在于:所述LED芯片的橫截面為三角形，所述外延層包括依次形成于所述襯底上的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層分別具有第一電極接觸區(qū)和第二電極接觸區(qū)，所述第一電極接觸區(qū)至少包括第一接觸點(diǎn)，所述第二電極接觸區(qū)至少包括第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)，所述第一接觸點(diǎn)、第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)非共線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于:所述襯底為透明襯底，其材質(zhì)選自藍(lán)寶石、碳化硅或ZnO或透明玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于:所述LED芯片的側(cè)面為非垂直面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于:所述LED芯片的橫截面為等腰三角形或正三角形。
5.一種LED發(fā)光器件，其特征在于:包括透明基材以及倒裝在所述透明基材上的至少一 LED芯片，所述LED芯片為權(quán)利要求1至4任一所述的LED芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED發(fā)光器件，其特征在于:還包括第一透明導(dǎo)電層，所述第一透明導(dǎo)電層形成于所述透明基材的表面并與所述第一接觸點(diǎn)電性接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED發(fā)光器件，其特征在于:所述第一透明導(dǎo)電層的材質(zhì)為氧化銦錫、氧化鋅或石墨烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED發(fā)光器件，其特征在于:還包括第二透明導(dǎo)電層，所述第二透明導(dǎo)電層形成于所述透明基材的表面并分別與所述第二接觸點(diǎn)和第三接觸點(diǎn)電性連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED發(fā)光器件，其特征在于:所述第二透明導(dǎo)電層的材質(zhì)為氧化銦錫、氧化鋅或石墨烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED發(fā)光器件，其特征在于:所述透明基材的材質(zhì)為玻璃、藍(lán)寶石、碳化硅或有機(jī)透明體。
【文檔編號(hào)】H01L33/42GK203812903SQ201420201599
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】梁秉文, 張濤, 金忠良 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所