[发明专利]一种高压LED芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种高压LED芯片及其制备方法。

背景技术

目前LED普通照明市场上，普遍使用的是传统的DC LED（直流LED）芯片，DC LED芯片一般在大电流低电压下工作，为提升电压并满足照明所需要的光通量，一般采用COB (集成封装)结构，即多颗芯片串并联。而随后出现的HV LED（高压LED）则在芯片级就实现了微晶粒的串并联，芯片级串并联有以下优势：一是HV LED避免了COB结构中波长、电压、亮度跨度带来的一致性问题；二是HV LED由于自身工作电压高，容易实现封装成品工作电压接近市电，提高了驱动电源的转换效率，由于工作电流低，其在成品应用中的线路损耗也将明显低于传统DC LED芯片；三是减少了芯片的固晶和键合数量，有利于降低封装的成本；因此HV  LED在照明市场上具有广阔的使用前景。

现在白光LED普遍采用蓝光LED芯片加上黄色荧光粉制成，由于HV LED芯片的尺寸比较大，其上有数十至上百颗的微晶，为了保证整颗HV LED发出的白光是均匀的，要求外延片发出的蓝光是均匀的，及每颗微晶上荧光粉发出的黄光也要均匀。

本发明的发明人发现，传统的灌封工艺，即利用手动或者自动的点胶工具将混合好荧光粉的硅胶或者环氧树脂涂覆于芯片表面，存在明显的不足：一是荧光粉层的厚度不均匀，中间厚，边缘薄成球冠状，中间通过荧光粉转化的黄光明显多于边缘部分，使得HV LED芯片发出的白光颜色不均匀，局部出现偏黄或者偏蓝的不均匀光斑，影响了HV LED的出光效果。二是无论是手动还是自动点胶，都只能逐个芯片点胶，很难精确控制每个芯片的点胶量，这就导致同一批点胶的芯片色温都不一样，使得HV LED芯片的一致性不好，限制了HV LED的推广应用。

发明内容

本发明为提高HV LED芯片的出光效果，提供一种高压LED芯片及其制备方法。

本发明提供一种高压LED芯片，包括衬底，衬底之上依次形成的缓冲层、n型氮化物层、发光层和p型氮化物层，所述p型氮化物层上刻蚀有多个凹槽，所述凹槽的深度至n型氮化物层；所述凹槽底部的部分区域刻蚀有沟槽以形成间隔排列的微晶，所述沟槽的深度至衬底；所述沟槽及相邻微晶的侧壁上设有钝化层，所述微晶的p型氮化物层上形成有电流扩散层；所述钝化层上覆盖有连接凹槽底部与相邻微晶电流扩散层的导电层，所述电流扩散层上及相邻微晶之间覆盖有荧光粉层。

本发明还提供一种高压LED芯片的制备方法，所述方法包括以下步骤：

提供衬底，在衬底之上依次生长缓冲层、n型氮化物层、发光层和p型氮化物层；

在p型氮化物层上刻蚀多个凹槽，所述凹槽的深度至n型氮化物层；

在所述凹槽底部的部分区域刻蚀沟槽，所述沟槽的深度至衬底，由此形成间隔排列的微晶；

在所述沟槽及相邻微晶的侧壁上形成钝化层；

在所述微晶的p型氮化物层上形成电流扩散层；

形成用于连接凹槽底部与相邻微晶电流扩散层的导电层；

在芯片表面形成荧光粉层。

本发明的有益效果：通过在高压LED芯片表面涂覆一层浓度及厚度均匀、表面平整的荧光粉层，使得高压LED芯片表面上出射的光经荧光粉层后所转换的光线几乎是相同的，从而保证高压LED芯片出光的均匀性，提高了高压LED芯片的出光效果。

附图说明

图1是本发明实施例HV LED芯片制备方法中外延片结构示意图；

图2是本发明实施例HV LED芯片形成凹槽的结构示意图；

图3是本发明实施例HV LED芯片形成沟槽的结构示意图；

图4是本发明实施例HV LED芯片形成钝化层的结构示意图；

图5是本发明实施例HV LED芯片形成电流扩散层的结构示意图；

图6是本发明实施例HV LED芯片形成导电层的结构示意图；

图7是本发明实施例HV LED芯片形成荧光粉层的结构示意图；

图8是本发明实施例HV LED芯片形成保护层的结构示意图；

图9是本发明实施例HV LED芯片形成金属层的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。