[实用新型]一种高压发光二极管芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体照明领域，具体涉及一种高压发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管简称为LED，其核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片，在P型半导体和N型半导体之间有一个有源层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。因而这种LED发光二极管，通常在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。某些以氮化铝镓铟（AlInGaN）或磷化铝镓铟（AlInGaP）为基础的标准或普通的发光二极管典型的芯片面积（或芯片尺寸）约为0.3mm×0.3mm，这些发光二极管芯片通常的工作状态为直流电流20毫安，根据发光二极管使用的半导体材料的不同，相应的直流电压为2V至4V。

由于最近几年电子技术的迅速发展，发光二极管的应用也越来越广泛，市场对于发光二极管的需求，逐渐趋向于更大功率和更高亮度，也就是俗称的高功率发光二极管方向发展。标准尺寸的发光二极管陈列可以集成在同一个衬底上，使用120V交流电源供电，整个芯片的尺寸约为1mm×1mm或2mm×2mm或更大，该芯片工作电流约为20mA或更高，以获得更高亮度。但是这种交流发光二极管芯片容易产生电流的聚焦效应，导致光效降低、热损耗加大，使用寿命下降等问题，并且需要特殊的封装和散热模式，因为相对较大的芯片尺寸和高温生产工艺，电流聚集效应会更加明显，其结果除了使得发光二极管芯片达不到设计所需的亮度外，也会损害芯片的可靠度，同时，由于几何效应的关系，大尺寸发光二极管芯片的光萃取效率往往较小尺寸的低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高压发光二极管芯片，使得芯片电流密度的分布更加均匀，且增强了芯片的光提取效率，从而从整体上提升了芯片的光电特性。

本实用新型为了解决上述技术问题，公开了一种高压发光二极管芯片，包括衬底层、过渡层、第一半导体层、有源层、第二半导体层、透明导电层和钝化层，所述衬底层和第一半导体层之间设置有过渡层，所述第一半导体层上依次设置有有源层和第二半导体层，所述第二半导体层上设置有透明导电层，其中，所述芯片上还刻蚀有沟槽，所述沟槽将芯片分割为多个相互隔离的单元，所述钝化层位于芯片的表面和侧面。

进一步，所述沟槽刻蚀到衬底层上。

进一步，所述每个相互隔离的单元上均匀分布有设置在第二半导体层上的第二电极和沉积于第一半导体层上的第一电极，以及第一电极和第二电极之间的发光区域。

进一下，所述多个隔离的单元之间相互串联，其中上一个单元的第一电极与下一个单元的第二电极通过金属材料相互连接，形成一定的电流方向。

进一步，所述多个隔离的单元每个单元上的发光区域的面积均相等。

进一步，所述第一半导体层为N型半导体层，所述第二半导体层为P型半导体层。

进一步，所述第一电极为N电极，所述第二电极为P电极。

进一步，所述高压发光二极管芯片为正方形，其边长为45mil。

采用上述本实用新型技术方案的有益效果是：本实用新型通过合理的设计发光二极管芯片，不仅有利于电流的均匀扩展，提高载流子的复合效率，增加光的提取，从而提高发光效率；而且体积小不占空间，对封装及光学设计都具有极佳的运用弹性；另外本实用新型设计的芯片能够适应高压交直流的应用，节省变压器能量转换的损耗并降低成本。 

附图说明

图1为本实用新型实施例中高压发光二极管芯片的平面结构示意图；

图2为本实用新型实施例中高压发光二极管芯片的放大剖面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、衬底层；

2、过渡层；

3、第一半导体层；

4、有源层；

5、第二半导体层；

6、透明导电层；

7、钝化层；

8、第一电极；

9、第二电极；

10、连接机构；

11、沟槽；

A、单元；

B、发光区域；

C、电流方向。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。