[实用新型]一种LED芯片及封装结构

说明书

本实用新型提供一种LED芯片，所述芯片由上至下包括发光外延叠层，导电层以及衬底，其中从发光外延叠层的下表面延伸到第一半导体层的凹处作为第一半导体层的电流通道，本实用新型通过在衬底与导电层之间设置热扩散层，利用热扩散层优越的横向导热性能，将发光区域极易集中在凹处附近的热量迅速往横向扩散至整个芯片范围，使热量分布均匀后传导至衬底，既能及时将局部热量释放避免因局部过热造成芯片内量子效率的降低，也减轻了衬底的局部散热负担，优化了芯片的整体散热方式，更好的保障了芯片在高电流密度下工作时的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种LED芯片及封装结构。

背景技术

高功率高亮度发光二极管(LED)在当下高亮度照明市场的需求下凸显出了其重要性。在蓝宝石为衬底的水平结构LED上，由于蓝宝石的散热问题和电流拥挤效应，在高电流密度下操作极易过热导致芯片烧毁，因此高功率LED无法采用水平结构。而垂直结构LED，因其衬底可以置换成散热性和导热性良好的材料(例如：Si，CuW等)，并且垂直结构无电流拥挤效应，电流可以很好的扩展，所以可以操作在超高电流密度下(例如：2.5A/mm²以上)，实现大功率高亮度LED。然而在垂直结构芯片驱动电流密度不断提升的应用环境中，芯片单位面积内功率相应增加，产热进一步增大，对于芯片的散热性能则提出了更大的挑战。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的一个目的是提供一种在高电流密度下具有优异散热性能的LED芯片及封装结构。

为了实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种LED芯片，所述LED芯片包括：

发光外延叠层，所述发光外延叠层由上至下依次包括第一半导体层、有源层以及第二半导体层，所述发光外延叠层内包括至少一个侧壁覆盖有绝缘层的凹处，所述凹处从所述发光外延叠层的下表面延伸到所述第一半导体层；

导电层，所述导电层设置于所述发光外延叠层的下表面一侧，包括第一导电层和第二导电层，其中所述第一导电层穿过所述凹处与所述第一半导体层电连接，所述第二导电层与所述第二半导体层的下表面直接接触以与所述第二半导体层电连接，所述第一导电层与所述第二导电层电隔离；

衬底，所述衬底设置于所述导电层的下表面一侧；以及

热扩散层，所述热扩散层设置于所述导电层与所述衬底之间，与所述导电层的下表面和所述衬底的上表面直接接触。

作为本实用新型的一种优选方案，所述热扩散层的面积与所述衬底的面积相等或大于所述衬底的面积。

作为本实用新型的一种优选方案，当所述热扩散层的面积等于所述衬底的面积时，所述导电层覆盖在所述热扩散层的整个上表面。

作为本实用新型的一种优选方案，当所述热扩散层的面积大于所述衬底的面积时，所述热扩散层延伸至所述衬底的下表面。

作为本实用新型的一种优选方案，所述热扩散层的厚度为0.1μm-5μm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述热扩散层的厚度为0.3μm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述热扩散层包括类金刚石非晶碳膜及其他类金刚石碳膜中的一种或组合。

作为本实用新型的一种优选方案，所述发光外延叠层的俯视形状包括方形、圆形及非规则图形中的一种。

作为本实用新型的一种优选方案，所述发光外延叠层在所述衬底上的投影面积比例为10％-95％。

作为本实用新型的一种优选方案，所述发光外延叠层在所述衬底上的投影面积比例为70％-80％。

作为本实用新型的一种优选方案，所述凹处包括孔状结构。