[实用新型]一种深紫外LED外延芯片封装结构

说明书

本实用新型公开了一种深紫外LED外延芯片封装结构包括穿过钝化绝缘层、导电薄膜接触层到重掺杂N型AlGaN层的第一凹槽和穿过钝化绝缘层、导电薄膜接触层到电流扩展层的第二凹槽，第一凹槽内、第二凹槽内设置有底部的第一金属层、第二金属层，侧壁的第一隔离层、第二隔离层，及填充的N型内部金属接触层和P型内部金属接触层，与设置在台面的N型电极和P型电极连接。通过在芯片内部刻蚀形成凹槽，减小了对发光区域的刻蚀以及损害，增大了有效发光面积；凹槽的设置增加了外延层内部的电流路径，起到了分流的作用，金属层以及内部金属接触层的设置缩短了传热路径，降低了热阻，提高了散热效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体发光元器件封装技术领域，特别涉及一种深紫外LED外延芯片封装结构。

背景技术

紫外线，作为电磁波的一种，波长小于可见光，范围在10－400纳米(nm)之间，包括：UV－V(波长10－200纳米)、UV－C(波长200－280纳米)、UV－B(波长280－315纳米)、UV－A(320－400纳米)，其中波长小于320纳米的紫外线，又被称作“深紫外线”。

目前常用的深紫外光源相比较，深紫外LED光源是一种冷光源，具有热辐射小、理论使用寿命长、高效、能量高、照射亮度均匀、可靠性高以及无毒环保等优点，在医疗检测、杀菌消毒、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。

但是，现有的深紫外LED外延芯片中的蓝宝石衬底、各个外延层以及接触电极等使用材料内部存在晶格失配和热失配、V型缺陷而引起的表面裂纹、残余应力以及晶体质量差等问题。并且在后续固晶、封装等工艺过程中，还存在深紫外LED芯片尺寸小、制备工艺复杂难度高、耐大脉冲电流冲击能力弱、电压浪涌打击大、出光效率低以及静电放电危害等问题，使得深紫外LED芯片成品率较低，环境适应能力较差，可靠性不能得到保证，不利于大规模的应用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种深紫外LED外延芯片封装结构，减小了对发光区域的刻蚀以及损害，增大了有效发光面积；增加了外延层内部的电流路径，起到了分流的作用，缩短了传热路径，降低了热阻，提高了散热效率。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种深紫外LED外延芯片封装结构，包括蓝宝石衬底、依次设置基于所述蓝宝石衬底一侧的BN缓冲层、AlN层、AlN/AlGaN超晶格层、重掺杂N型AlGaN层、轻掺杂N型AlGaN层、AlGaN/AlGaN多量子阱有源区、P型AlGaN电子阻挡层、P型AlGaN过渡层、P型GaN接触层、电流扩展层、反射层、导电薄膜接触层以及设置在台面和侧壁的钝化绝缘层，还包括穿过所述钝化绝缘层、所述导电薄膜接触层到所述重掺杂N型AlGaN层的第一凹槽和穿过所述钝化绝缘层、所述导电薄膜接触层到所述电流扩展层的第二凹槽，所述第一凹槽内设置有底部的第一金属层、侧壁的第一隔离层以及填充的N型内部金属接触层，所述第一金属层通过所述N型内部金属接触层与设置在台面的N型电极连接，所述第二凹槽内设置有底部的第二金属层、侧壁的第二隔离层和填充的P型内部金属接触层，所述第二金属层通过所述P型内部金属接触层与设置在所述台面的P型电极连接。

其中，还包括设置在所述导电薄膜接触层外部与所述P型电极连接而不与所述N型电极连接的金属环结构。

其中，所述金属环结构包括由多条金属导线条围成的未封闭的环形金属导线框，所述金属导线条由所述P型电极从四个不同的方向引出，并向所述N型电极扩展但不连接，且关于所述N型电极对称分布。

其中，所述金属导线条的厚度约为15nm～20nm。

其中，还包括设置在所述蓝宝石衬底与所述BN缓冲层连接一侧的沟壑状结构。

其中，所述第一隔离层、所述第二隔离层的厚度为5nm～10nm。

其中，还包括设置在所述蓝宝石衬底的另一侧的基板散热器结构。