本發(fā)明涉及一種led芯片，具體地涉及一種雙面發(fā)光led芯片及其制作方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的led封裝技術(shù)中，通常是將單面發(fā)光的芯片正裝在散熱基板或者散熱支架上，單面發(fā)光的芯片通常是在藍寶石襯底的一個面進行pn結(jié)結(jié)構(gòu)的制作，然后通過電極制作，金屬引線的方式正裝到散熱基板上，也有通過倒裝的方式，將芯片上的電極倒裝焊接到散熱基板上的。但總而言之，芯片的發(fā)光面單一，出光效率不高。

中國專利文獻cn204696145公開了一種雙面發(fā)光led芯片，包括襯底以及位于襯底上的外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)包括位于襯底上的n型半導(dǎo)體層、位于n型半導(dǎo)體層上且相互分離設(shè)置的第一多量子阱發(fā)光層和第二多量子阱發(fā)光層、以及分別位于第一多量子阱發(fā)光層和第二多量子阱發(fā)光層上的第一p型半導(dǎo)體層和第二p型半導(dǎo)體層，所述n型半導(dǎo)體層上設(shè)置有n電極，所述第一p型半導(dǎo)體層和第二p型半導(dǎo)體層上分別設(shè)置有第一p電極和第二p電極。通過在同一襯底上形成兩個相互分離的led發(fā)光個體，通過一組芯片實現(xiàn)led雙面發(fā)光效果，該種方法從嚴格意義上來講還是單面發(fā)光，雖然可以從一定程度上提高發(fā)光效率，但是散熱效果差，使用壽命低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明目的是：提供了一種雙面發(fā)光led芯片及其制備方法，通過對透明襯底片的上下表面進行發(fā)光外延結(jié)構(gòu)制備，改變傳統(tǒng)單面發(fā)光結(jié)構(gòu)模式，使其出光效率提高了一倍，大大提高了亮度。同時又將正裝和倒裝相結(jié)合的方式，優(yōu)化了封裝結(jié)構(gòu)，在提高出光效率的同時，又改善了芯片的散熱。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種雙面發(fā)光led芯片，包括：

一透明襯底，由透明材料制成，具有一第一表面以及與該第一表面相對的一第二表面，所述第一表面和第二表面經(jīng)過拋光或圖形化處理；

一第一芯片外延結(jié)構(gòu)層，外延生長于第一表面；

一第二芯片外延結(jié)構(gòu)層，外延生長于第二表面；

所述第一芯片外延結(jié)構(gòu)層和所述第二芯片外延結(jié)構(gòu)層對稱分布，所述第一芯片外延結(jié)構(gòu)層包括第一p型半導(dǎo)體層和第一n型半導(dǎo)體層，所述第二芯片外延結(jié)構(gòu)層包括第二p型半導(dǎo)體層和第二n型半導(dǎo)體層；

所述第一芯片外延結(jié)構(gòu)層上設(shè)置有p型電流擴散層，所述p型電流擴散層上設(shè)置有一小面積第一p型電極，所述第一n型半導(dǎo)體層上設(shè)置有一第一n型電極；

所述第二芯片外延結(jié)構(gòu)層的第二p型半導(dǎo)體層上設(shè)置有一大面積第二p型電極，所述第二n型半導(dǎo)體層上設(shè)置有一第二n型電極。

優(yōu)選的，所述透明襯底由藍寶石、氮化鎵、氮化鋁中的一種或者多種合成。

優(yōu)選的，所述透明襯底的厚度為100～650微米。

優(yōu)選的，所述p型電流擴散層由銦錫氧化物、氟錫氧化物、鋇錫氧化物或石墨烯中的一種或者多種合成。

本發(fā)明還公開了一種雙面發(fā)光led芯片的封裝結(jié)構(gòu)，包括雙面發(fā)光led芯片和封裝基板，所述封裝基板包括電路層，所述電路層設(shè)置有第二正電極、第二負電極、第一正電極和第一負電極，所述第一正電極和第一負電極分別設(shè)置在第二正電極和第二負電極的兩側(cè)，所述第二p型電極焊接于第二正電極，所述第二n型電極焊接于第二負電極，所述第一p型電極和第一n型電極分別通過金屬引線連接第一正電極和第一負電極，所述雙面發(fā)光led芯片的外圍通過硅膠或者環(huán)氧樹脂包裹封裝于封裝基板。

優(yōu)選的，所述封裝基板的電路層下方設(shè)置有絕緣層和散熱基板。

本發(fā)明又公開了一種雙面發(fā)光led芯片的制作方法，包括以下步驟：

（1）對透明襯底的兩個表面進行拋光或圖形化處理；

（2）在透明襯底的第一表面依次外延生長第一n型半導(dǎo)體層和第一p型半導(dǎo)體層，在第二表面依次外延生長第二n型半導(dǎo)體層和第二p型半導(dǎo)體層；

（3）在第一p型半導(dǎo)體層表面刻蝕至第一n型半導(dǎo)體層表面的第一n型電極窗口區(qū)，在第二p型半導(dǎo)體層表面刻蝕至第二n型半導(dǎo)體層表面的第二n型電極窗口區(qū)；

（4）用透明導(dǎo)電材料在第一p型半導(dǎo)體層沉積p型電流擴散層；

（5）在p型電流擴散層上制備一小面積第一p型電極，在第一n型電極窗口區(qū)制備第一n型電極，在第二p型半導(dǎo)體層表面制備一大面積第二p型電極，在第二n型電極窗口區(qū)制備第二n型電極。

優(yōu)選的，所述透明襯底由藍寶石、氮化鎵、氮化鋁中的一種或者多種合成。

優(yōu)選的，所述p型電流擴散層由銦錫氧化物、氟錫氧化物、鋇錫氧化物或石墨烯中的一種或者多種合成。

優(yōu)選的，還包括，將雙面發(fā)光led芯片封裝在封裝基板上，所述封裝基板包括電路層，所述電路層設(shè)置有第二正電極、第二負電極、第一正電極和第一負電極，所述第一正電極和第一負電極分別設(shè)置在第二正電極和第二負電極的兩側(cè)；

將第二p型電極焊接于第二正電極，將第二n型電極焊接于第二負電極，第一p型電極和第一n型電極分別通過金屬引線連接第一正電極和第一負電極；

雙面發(fā)光led芯片的外圍通過硅膠或者環(huán)氧樹脂包裹封裝于封裝基板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

通過對透明襯底片的上下表面進行發(fā)光外延結(jié)構(gòu)制備，改變傳統(tǒng)單面發(fā)光結(jié)構(gòu)模式，使其出光效率提高了一倍，大大提高了亮度。同時又將正裝和倒裝相結(jié)合的方式，優(yōu)化了封裝結(jié)構(gòu)，在提高出光效率的同時，又改善了芯片的散熱。封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體固體照明等節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：

圖1是本發(fā)明的芯片外延結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明n型電極窗口區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明芯片電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合具體實施方式并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

實施例：

一種雙面發(fā)光led芯片的制備方法，包括如下步驟：

（1）選用藍寶石、氮化鎵、氮化鋁材料中的一種或者以上材料的多元復(fù)合體作為外延生長的透明襯底1。透明襯底1的厚度范圍選在100～650微米。透明襯底1的上下表面進行拋光或圖形化。

（2）通過金屬有機物化學(xué)氣相沉積（mocvd）的方法在透明襯底1的第一表面依次外延生長第一n型半導(dǎo)體層2和第一p型半導(dǎo)體層3，在第二表面依次外延生長第二n型半導(dǎo)體層5和第二p型半導(dǎo)體層4，如圖1所示。

（3）利用光刻、顯影、刻蝕等半導(dǎo)體工藝技術(shù)依次在第一p型半導(dǎo)體層3和第一n型半導(dǎo)體層2表面刻蝕，直至刻蝕出第一n型電極窗口區(qū)6，依次在第二p型半導(dǎo)體層4和第二n型半導(dǎo)體層5表面刻蝕，直至刻蝕出第二n型電極窗口區(qū)7，如圖2所示。第一n型電極窗口區(qū)6和第二n型電極窗口區(qū)7設(shè)置在芯片的邊角，可以對稱布置。

（4）用透明導(dǎo)電材料在第一p型半導(dǎo)體層表面沉積p型電流擴散層8；透明導(dǎo)電材料為銦錫氧化物、氟錫氧化物、鋇錫氧化物或者石墨烯等導(dǎo)電透明材料中的一種或多種合成材料。p型電流擴散層8主要用于第一p型半導(dǎo)體層中電流密度分布均勻。

（5）在p型電流擴散層8上制備一小面積第一p型電極9，在第一n型電極窗口區(qū)6制備第一n型電極10，在第二p型半導(dǎo)體層表面制備一大面積第二p型電極11，在第二n型電極窗口區(qū)制備第二n型電極12。第一p型電極9的面積較小，可以與第一n型電極10、第二n型電極12的大小相當，第二p型電極11比第一p型電極9的面積大，可以與第二p型半導(dǎo)體層4相當。

p型電極和n型電極的材料為鉻、鉑、金、鎳、鈦、銅、銦、錫、鉛、銀等金屬材料中的一種或者多種合成物。用合金的工藝方法，使各電極區(qū)金屬層間形成歐姆接觸。如圖3所示。

接下來將雙面發(fā)光led芯片封裝在封裝基板上。

如圖4所示，封裝基板20包括電路層13，電路層13下方設(shè)置有絕緣層19和散熱基板17。電路層13設(shè)置有第二正電極21、第二負電極22、第一正電極23和第一負電極24，第一正電極23和第一負電極24分別設(shè)置在第二正電極21和第二負電極22的兩側(cè)。

將第二p型電極11焊接于第二正電極21，將第二n型電極12焊接于第二負電極22，第一p型電極9和第一n型電極10分別通過金屬引線16連接第一正電極23和第一負電極24。焊接為共晶合金焊接，共晶合金工藝中的焊料18為金、銦、鉛、銀、錫中的一種或多種合成物

將雙面發(fā)光led芯片的外圍通過硅膠或者環(huán)氧樹脂30包裹封裝于封裝基板20。

本發(fā)明方法所制備的led芯片，采用正反雙面發(fā)光，比傳統(tǒng)芯片亮度高，其封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，散熱效果好，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體固體照明等節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域。

應(yīng)當理解的是，本發(fā)明的上述具體實施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。