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1、10申请公布号CN104091867A43申请公布日20141008CN104091867A21申请号201410358143X22申请日20140725H01L33/00201001H01L33/48201001H01L33/6220100171申请人厦门市三安光电科技有限公司地址361009福建省厦门市思明区吕岭路17211725号72发明人吴厚润郑建森徐宸科何安和李佳恩54发明名称高压发光二极管芯片及其制作方法57摘要本发明公开一种高压发光二极管及其制作方法，其通过引入液态绝缘材料层/液态导电材料层，固化后用于绝缘/桥接，可以使得各发光单元之间的隔离沟槽宽度做成超窄状（开口宽度小于或等于。
2、03M），从而提高单片产出，扩大有效发光区面积，提升发光效率；避免了传统高压发光二极管金属线跨过落差极大的沟渠容易断线问题，提升串/并联跨接良率；此外，在芯片制作端即可实现，制作成本较低。51INTCL权利要求书2页说明书6页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图4页10申请公布号CN104091867ACN104091867A1/2页21高压发光二极管芯片，包括衬底和在所述衬底上的发光外延叠层；所述发光外延叠层具有多个发光单元，该发光单元从下至上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，各发光单元之间通过所述衬底上方的超窄沟槽相互隔离，其中所述。
3、超窄沟槽的开口宽度小于或等于04M；液态绝缘材料固化形成的绝缘材料层，横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁；电极互联线，位于所述绝缘材料层之上，其通过相邻单元的P电极或/和N电极，将相邻发光单元电性连接起来。2根据权利要求1所述的高压发光二极管芯片，其特征在于所述液态绝缘材料层为旋转涂布玻璃（SOG）或聚合物（POLYMER）或硅胶或前述任意组合之一。3高压发光二极管芯片，包括衬底和在所述衬底上的发光外延叠层；所述发光外延叠层具有多个发光单元，该发光单元从下至上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，各发光单元之间通过所述衬底上方的超窄沟槽相互隔离，其中所述超窄沟槽的开。
4、口宽度小于或等于04M；液态导电材料固化形成的电极互联线，横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，其通过相邻单元的P电极或/和N电极，将相邻发光单元电性连接起来。4根据权利要求3所述的高压发光二极管芯片，其特征在于所述液态导电材料层为液态ITO或液态金属或银胶或导电硅胶或前述任意组合之一。5根据权利要求1或3所述的高压发光二极管芯片，其特征在于所述超窄沟槽是采用湿法蚀刻或干法蚀刻或激光蚀刻或前述任意组合之一形成。6高压发光二极管芯片的制作方法，包括提供衬底；在所述衬底上形成发光外延叠层；图形化所述发光外延叠层并形成超窄沟槽直至裸露出衬底表面，从而将发光外延叠层分隔为多个发光单。
5、元，如此形成发光二极管晶圆，其中所述发光单元从下至上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述超窄沟槽的开口宽度小于或等于04M；涂布液态绝缘材料层于发光二极管晶圆表面；加热固化所述液态绝缘材料层；图形化固化后的液态绝缘材料层，使得绝缘材料层横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁；在所述绝缘材料层之上形成电极互联线，将相邻发光单元电性连接起来。7根据权利要求6所述的高压发光二极管芯片的制作方法，其特征在于所述图形化固化后的液态绝缘材料层，除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元之一的部分发光外延叠层侧壁上。8根据权利要求6所述的。
6、高压发光二极管芯片的制作方法，其特征在于所述图形化固化后的液态绝缘材料层，除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内权利要求书CN104091867A2/2页3的侧壁，还延伸至相邻发光单元的部分发光外延叠层侧壁上。9高压发光二极管芯片的制作方法，包括提供衬底；在所述衬底上形成发光外延叠层；图形化所述发光外延叠层并形成超窄沟槽直至裸露出衬底表面，从而将发光外延叠层分隔为多个发光单元，如此形成发光二极管晶圆，其中所述发光单元从下至上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述超窄沟槽的开口宽度小于或等于04M；涂布液态导电材料层于发光二极管晶圆表面；加热固化所述液态导电材料层；图形。
7、化固化后的液态导电材料层作为电极互联线，其横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，将相邻发光单元电性连接起来。10根据权利要求9所述的高压发光二极管芯片的制作方法，其特征在于在涂布液态导电材料层于发光二极管晶圆表面之前，还形成一绝缘材料层，其除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元（或相邻发光单元之一）的部分发光外延叠层侧壁上。11根据权利要求10所述的高压发光二极管芯片的制作方法，其特征在于所述图形化固化后的液态导电材料层，除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元（或相邻发光单元之一）的部分。
8、发光外延叠层侧壁的绝缘材料层上。权利要求书CN104091867A1/6页4高压发光二极管芯片及其制作方法技术领域0001本发明涉及一种高压发光二极管芯片及其制作方法。背景技术0002发光二极管（英文为LIGHTEMITTINGDIODE，简称LED）是半导体二极管的一种，它能将电能转化为光能，发出黄、绿、蓝等各种颜色的可见光及红外和紫外不可见光。与白炽灯泡及氖灯相比，具有工作电压和电流低、可靠性高、寿命长且可方便调节发光亮度等优点。自LED开发成功以来，随着研究不断进展，其发光亮度也不断提高，应用领域也越来越广。0003近年来，因应照明需求，大功率LED已成为各厂开发的重点。传统正装大功率L。
9、ED多以高电流低电压单颗芯片为发光单元，大电流注入下芯片的结温上升进而影响发光效率，近年来国际大厂相继推出集成的高压LED，这种LED特性为多个小功率LED经过开沟槽，绝缘层填入沟槽内再镀上金属连接方式串或并联成一颗集成的发光二极管，在串联模式下各个LED小单元通以相对低的电流，因串联时电压会相加，成为高电压低电流发光二极管。高压发光二极管相较于一般将多颗发光二极管以打线方式串接实现的高压二极管可得到较低的热阻，在灯具的制作上可采用较小的散热模块。0004中国专利CN038206226公开了一种集成式的发光装置，在蓝宝石等绝缘基板上，以二维单片式形成多个LED组成阵列，单个LED之间及LED与。
10、电极之间为架空桥式布线。通过曲折状配置LED阵列，获得高驱动电压和低驱动电流。此种集成式的发光装置存在多种问题包括发光效率低，不易散热，功率低，及可靠性方面的问题。每一个独立的LED与其相邻LED的隔离是通过刻蚀N型半导体层到绝缘衬底的表面来实现的。串联金属线需跨过高度落差极大的沟渠，在制作上容易发生金属线断接的问题，造成整体二极管无法连接的问题。发明内容0005为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高压发光二极管芯片结构及其制作方法，其可以减少沟槽面积，增加有效发光区面积，增加单片晶圆芯片产出量，提升串/并联跨接良率，提升发光效率。0006根据发明的第一个方面，一种高压发光二极管芯片，包。
11、括衬底和在所述衬底上的发光外延叠层；所述发光外延叠层具有多个发光单元，该发光单元从下至上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，各发光单元之间通过所述衬底上方的超窄沟槽相互隔离，其中所述超窄沟槽的开口宽度小于或等于04M；液态绝缘材料固化形成的绝缘材料层，横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁；电极互联线，位于所述绝缘材料层之上，其通过相邻单元的P电极或/和N电极，将相说明书CN104091867A2/6页5邻发光单元电性连接起来。0007根据发明的第二个方面，一种高压发光二极管芯片，包括衬底和在所述衬底上的发光外延叠层；所述发光外延叠层具有多个发光单元，该发光单元从下至。
12、上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，各发光单元之间通过所述衬底上方的超窄沟槽相互隔离，其中所述超窄沟槽的开口宽度小于或等于04M；液态导电材料固化形成的电极互联线，横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，其通过相邻单元的P电极或/和N电极，将相邻发光单元电性连接起来。0008根据发明的第三个方面，一种高压发光二极管芯片的制作方法，包括提供衬底；在所述衬底上形成发光外延叠层；图形化所述发光外延叠层并形成超窄沟槽直至裸露出衬底表面，从而将发光外延叠层分隔为多个发光单元，如此形成发光二极管晶圆，其中所述发光单元从下至上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述超窄沟。
13、槽的开口宽度小于或等于04M；涂布液态绝缘材料层于发光二极管晶圆表面；加热固化所述液态绝缘材料层；图形化固化后的液态绝缘材料层，使得绝缘材料层横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁；在所述绝缘材料层之上形成电极互联线，将相邻发光单元电性连接起来。0009根据发明的第四个方面，一种高压发光二极管芯片的制作方法，包括提供衬底；在所述衬底上形成发光外延叠层；图形化所述发光外延叠层并形成超窄沟槽直至裸露出衬底表面，从而将发光外延叠层分隔为多个发光单元，如此形成发光二极管晶圆，其中所述发光单元从下至上依次包含N型半导体层、发光层和P型半导体层，所述超窄沟槽的开口宽度小于或等于04M；涂。
14、布液态导电材料层于发光二极管晶圆表面；加热固化所述液态导电材料层；图形化固化后的液态导电材料层作为电极互联线，其横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，将相邻发光单元电性连接起来。0010在本发明中，优选地，所述衬底为绝缘衬底，可选择蓝宝石或氮化铝或其它不导电衬底。0011优选地，所述发光外延叠层是采用金属有机化合物化学气相沉积工艺形成的。0012优选地，所述发光单元形成可为平行四边形或矩形或正方形或圆形或椭圆形。0013优选地，所述液态绝缘材料层可为旋转涂布玻璃（SOG）或聚合物（POLYMER）或硅胶或前述任意组合之一。0014优选地，所述液态导电材料层可为液态ITO或液。
15、态金属或银胶或导电硅胶或前述任意组合之一。0015优选地，所述超窄沟槽是采用湿法蚀刻或干法蚀刻或激光蚀刻或前述任意组合之说明书CN104091867A3/6页6一形成。0016优选地，所述图形化固化后的液态绝缘材料层，除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元之一的部分发光外延叠层侧壁上。0017优选地，所述图形化固化后的液态绝缘材料层，除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元的部分发光外延叠层侧壁上。0018优选地，在涂布液态导电材料层于发光二极管晶圆表面之前，还形成一绝缘材料层，其除了横跨于所述超窄沟槽的开口。
16、端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元（或相邻发光单元之一）的部分发光外延叠层侧壁上。0019优选地，所述图形化固化后的液态导电材料层，除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元（或相邻发光单元之一）的部分发光外延叠层侧壁的绝缘材料层上。0020相较于现有技术，本发明至少具有以下技术效果通过液态绝缘材料层/液态导电材料层固化后，用于绝缘/桥接，可以使得各发光单元之间的隔离沟槽做成超窄（开口宽度04M），从而增加单片产出，扩大有效发光区面积，提升发光效率；避免了传统高压发光二极管金属线跨过落差极大的沟渠容易断线问题，提升串/并联跨接良率；此。
17、外，在芯片制作端即可实现，制作成本较低。0021本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明0022附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。0023图16为本发明实施例1制作高压发光二极管芯片的流程示意图。0024图712为本发明实施例2制作高压发光二极管芯片的流程示意图。0025图13为本发明实施例3的高压发光二极管。
18、芯片的结构示意图。0026图14为本发明实施例4的高压发光二极管芯片的结构示意图。0027图中各标号表示101，201，301，401衬底；102，202，302，402N型半导体层；103，203，303，403发光层；104，204，304，404P型半导体层；105，205，305，405超窄沟槽；106，206，306，406P电极；107，207，307，407N电极；108，208，408绝缘材料层；说明书CN104091867A4/6页7109，209，309，409电极互联线。具体实施方式0028下面结合示意图对本发明的LED器件结构及其制备方法进行详细的描述，借此对本发明如何。
19、应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。0029实施例1请参照图16，本发明制作高压发光二极管芯片的流程示意图，其实施步骤包括请参照图1，提供一外延生长用衬底101，优选蓝宝石绝缘衬底，也可以选用氮化铝或其它不导电衬底；通过金属有机化合物化学气相沉积工艺，在所述衬底101上形成发光外延叠层，从下至上依次包含N型半导体层102、发光层103和P型半导体层104；请参照图2，采用干法/湿法蚀刻工艺，图形化所述发光外延叠层并形成V型超窄沟。
20、槽105直至裸露出衬底101表面，从而将发光外延叠层分隔为多个圆形状的发光单元（图示仅2个发光单元，但不以此为限，发光单元数目可以根据需要增加），如此形成发光二极管晶圆，其中所述发光单元从下至上依次包含N型半导体层102、发光层103和P型半导体层104，所述超窄沟槽105的开口宽度04M，沟槽的深度试发光外延叠层的厚度而定，一般为数M至十几M，在本实施例优选深度为10M；请参照图3，通过干法/湿法蚀刻工艺，从所述P型半导体104的表面向下蚀刻至N型半导体层102，使得部分N型半导体层102裸露出来；通过激光切割工艺，使得所述发光外延叠层侧壁形成一倾斜面；请参照图4，分别在所述P型半导体104。
21、和裸露的N型半导体层102上制作P电极106和N电极107；请参照图5，涂布聚合物（POLYMER）液态绝缘材料层于发光二极管晶圆表面，然后加热固化所述液态绝缘材料层，再通过光罩和蚀刻/剥离工艺，利用液态绝缘材料的表面张力特性，图形化固化后的液态绝缘材料层，使得绝缘材料层108横跨于所述超窄沟槽105的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至单个发光单元的部分发光外延叠层侧壁上；请参照图6，通过电子束蒸镀工艺，在所述绝缘材料层108之上形成电极互联线109，其通过P电极106和N电极107，将相邻发光单元串联起来。0030前述实施步骤制得的高压发光二极管芯片结构，如图6所示，该高压发光二。
22、极管结构，包括衬底101和在所述衬底上的发光外延叠层；所述发光外延叠层具有多个圆形状发光单元，该发光单元从下至上依次包含N型半导体层102、发光层103和P型半导体层104，各发光单元之间通过所述衬底上方的超窄沟槽105相互隔离，其中所述超窄沟槽105的开口宽度小于或等于04M；P电极106和N电极107，分别形成于所述P型半导体104和裸露的N型半导体层102上；聚合物（POLYMER）绝缘材料层108横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元之一的部分发光外延叠层侧壁上；电极互联线109，位于所述绝缘材料层108之上，其通过相邻单元的P电极106和N电极。
23、107，将相邻发光单元串联起来。说明书CN104091867A5/6页80031由于本发明通过液态绝缘材料层/液态导电材料层固化后，用于绝缘/桥接，从而可以使得各发光单元之间的隔离沟槽做成超窄，此外，绝缘材料层横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，即不填充于高深度落差的沟槽内，可以使得后续形成的电极互联线相对较为平整，而不产生大的起伏或凹陷，从而提升跨接良率，增加器件的可靠性。0032实施例2请参照图712，本发明制作高压发光二极管芯片的流程示意图，其实施步骤包括请参照图7，提供一外延生长用衬底201，优选蓝宝石绝缘衬底；通过金属有机化合物化学气相沉积工艺，在所述衬底201。
24、上形成发光外延叠层，从下至上依次包含N型半导体层202、发光层203和P型半导体层204；请参照图8，采用干法/湿法蚀刻工艺，图形化所述发光外延叠层并形成V型超窄沟槽205直至裸露出衬底201表面，从而将发光外延叠层分隔为多个矩形状的发光单元，如此形成发光二极管晶圆，其中所述发光单元从下至上依次包含N型半导体层202、发光层203和P型半导体层204，所述超窄沟槽205的开口宽度04M；请参照图9，通过干法/湿法蚀刻工艺，从所述P型半导体层204的表面向下蚀刻至N型半导体层202，使得部分N型半导体层202裸露出来；通过钻刀切割工艺，使得所述发光外延叠层侧壁形成一倾斜面；请参照图10，分别在所。
25、述P型半导体层204和裸露的N型半导体层202上制作P电极206和N电极207；请参照图11，涂布硅胶液态绝缘材料层于发光二极管晶圆表面，然后加热固化所述液态绝缘材料层，再通过光罩和蚀刻/剥离工艺，利用液态绝缘材料的表面张力特性，图形化固化后的液态绝缘材料层，使得绝缘材料层208不横跨于所述超窄沟槽205的开口端之上且仅延伸至部分发光外延叠层侧壁上；请参照图12，涂布ITO液态导电材料层于发光二极管晶圆表面，然后加热固化所述液态导电材料层，再通过光罩和蚀刻/剥离工艺，利用ITO液态导电材料的毛细现象，图形化固化后的液态导电材料层作为电极互联线209，其横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超。
26、窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元之一的部分发光外延叠层侧壁的绝缘材料层上，其通过P电极206和N电极207，将相邻发光单元串联起来。0033前述实施步骤制得的高压发光二极管芯片结构，如图12所示，该高压发光二极管结构，包括衬底201和在所述衬底上的发光外延叠层；所述发光外延叠层具有多个圆形状发光单元，该发光单元从下至上依次包含N型半导体层202、发光层203和P型半导体层204，各发光单元之间通过所述衬底上方的超窄沟槽205相互隔离，其中所述超窄沟槽205的开口宽度小于或等于04M；P电极206和N电极207，分别形成于所述P型半导体层204和裸露的N型半导体层202上；绝缘材料层208不。
27、横跨于所述超窄沟槽205的开口端之上且仅延伸至部分发光外延叠层侧壁上；ITO液态导电材料层固化形成的电极互联线209，其横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元之一的部分发光外延叠层侧壁的绝缘材料层上，其通过P电极206和N电极207，将相邻发光单元串联起来。0034实施例3说明书CN104091867A6/6页9请参照图13，与实施例2相比，本实施例的电极互联线309，其横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，但不延伸至相邻发光单元的部分发光外延叠层侧壁上，电极互联线309通过相邻发光单元的N电极307，将相邻发光单元并联起来。由于引入。
28、液态导电材料层，其固化后直接横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，故可以省去常规介于发光外延叠层侧壁与电极互联线之间的绝缘材料层，从而简化制造工艺，节省制造成本。0035实施例4请参照图14，与实施例1相比，本实施例的绝缘材料层408选用旋转涂布玻璃（SOG），且其不仅横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元的部分发光外延叠层侧壁上；本实施例的电极互联线409选用银胶，其除了横跨于所述超窄沟槽的开口端之上且不附着于超窄沟槽内的侧壁，还延伸至相邻发光单元的部分发光外延叠层侧壁的绝缘材料层上。0036上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。说明书CN104091867A1/4页10图1图2图3图4说明书附图CN104091867A102/4页11图5图6图7说明书附图CN104091867A113/4页12图8图9图10图11说明书附图CN104091867A124/4页13图12图13图14说明书附图CN104091867A13。