一种发光二极管芯片及发光装置的制作方法

1.本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片及发光装置。


背景技术：

2.发光二极管(light emitting diode，led)具有效率高、寿命长、体积小、功耗低等优点，广泛应用于室内外白光照明、屏幕显示、背光源等领域。目前常见的发光二极管芯片的电极结构通常包括电极焊盘和电极扩展条两部分，电极焊盘的下表面至少在边缘处接触电流扩展层，同时电极焊盘和电极扩展条下方具有电流阻挡层，电流阻挡层阻挡电流从电极垂直向下传输，提升电流分布均匀性。在后续打线过程中，电极焊盘与电极扩展条接触区域的电流阻挡层受力会增加，极易破碎，造成打线失败，同时削弱电流阻挡层对电流的阻挡作用，进而影响发光二极管的可靠性。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中的上述缺陷及不足，本发明提供一种发光二极管芯片及发光装置，能够在保证发光二极管芯片的打线能力的同时，提升电流阻挡层的作用，促进电流分布均匀性。
4.本发明的一实施例，提供一种发光二极管芯片，包括半导体发光序列堆叠层；
5.电流阻挡层，形成在所述半导体发光序列堆叠层上方，所述电流阻挡层包括第一部分和第二部分；
6.电流扩展层，形成在半导体发光叠层上方以及所述电流阻挡层的所述第二部分上方，并且所述电流扩展层具有第一开口，所述电流阻挡层的第一部分位于所述电流扩展层的所述第一开口内；
7.电极结构，所述电极结构包括电极焊盘及扩展条；其中，
8.所述电流阻挡层的所述第一部分与所述电流扩展层之间具有第一间隙；
9.所述电流阻挡层的所述第一部分与所述第二部分之间具有第二间隙；
10.所述电极结构覆盖所述电流阻挡层的第一部分，并且通过所述第一间隙接触所述半导体发光序列堆叠层的上表面；至少部分所述扩展条形成在所述的电流阻挡层的第二部分之上和所述电流扩展层之上；所述电流扩展层的第一开口的部分边缘位于所述电流阻挡层的第二部分之上。
11.根据本发明另一方面，同样提供一种发光二极管芯片，其包括：
12.半导体发光序列堆叠层；
13.电流阻挡层，形成在所述半导体发光序列堆叠层上方，所述电流阻挡层包括第一部分和第二部分；
14.电流扩展层，形成在半导体发光叠层上方以及所述电流阻挡层的所述第二部分上方，并且所述电流扩展层具有第一开口，所述电流阻挡层的第一部分位于所述电流扩展层的所述第一开口内；
15.电极结构，所述电极结构包括电极焊盘及扩展条，所述的电极焊盘位于所述电流阻挡层的第一部分之上，所述扩展条形成在所述的电流阻挡层的第二部分之上和所述电流扩展层之上；其中，
16.所述电流阻挡层的所述第一部分与所述电流扩展层之间具有第一间隙；
17.所述电流阻挡层的所述第二部分与所述第一部分之间具有第二间隙；
18.所述电极结构覆盖所述电流阻挡层的第一部分，并且通过所述第一间隙接触所述半导体发光序列堆叠层的上表面；并且，所述第一间隙与所述第二间隙的宽度差的绝对值不大于15μm。
19.根据本发明另一方面，提供一种发光装置，其包括电路基板以及设置在电路基板上方的发光元件，所述发光元件包括本技术所述的发光二极管芯片。
20.如上所述，本技术的发光二极管芯片及发光装置，具有以下有益效果：
21.本发明的发光二极管芯片的电极结构包括电极焊盘及扩展条，电流阻挡层包括第一部分和第二部分；电流扩展层形成在半导体发光叠层上方以及电流阻挡层的第二部分上方，电流扩展层具有第一开口，电流阻挡层的第一部分位于电流扩展层的第一开口内。电流阻挡层的第一部分与电流扩展层之间具有第一间隙，电流阻挡层的第二部分与第一部分之间具有第二间隙，电极结构覆盖电流阻挡层的第一部分，并且通过第一间隙接触半导体发光序列堆叠层的上表面。电极结构的这一设置使得电流阻挡层的第一部分完全内缩在电极焊盘内部，电极焊盘的下表面边缘部分直接与半导体发光序列堆叠层接触，由此增加了电极焊盘的附着力，在后续封装打线时，由于形成电极焊盘的金属材料的延展性，电极焊盘的边缘部分可以有效缓冲打线作用力，减小剪切力，由此降低打线时电流阻挡层第一部分的受力，减小电流阻挡层破碎的风险，进而降低电极焊盘因电流阻挡层破碎而脱落的风险。
22.另外，至少部分扩展条形成在的电流阻挡层的第二部分之上和电流扩展层之上；电流扩展层的第一开口的部分边缘位于电流阻挡层的第二部分之上。电流扩展层的上述设置，进一步减小了电极焊盘与半导体发光序列堆叠层的直接接触面积，有利于提高电流的扩展能力。
23.另外，本技术还可以限定第一间隙与所述第二间隙的宽度差的绝对值不大于15μm。通过调控第一间隙与第二间隙的大小关系，能够控制电极焊盘与半导体叠层的直接接触面积，避免电流直接注入到半导体叠层，提升电流阻挡层的作用，同时保证打线时电流阻挡层不会因受力过大而破碎，提升了发光二极管芯片的打线能力，提高发光二极管的可靠性。
24.本发明的其它特征和有益效果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。
附图说明
25.图1显示为本发明实施例一提供的发光二极管芯片的俯视结构示意图。
26.图2显示为图1中p部分的局部放大结构示意图。
27.图3显示为沿图1中a-a向的剖面结构示意图。
28.图4显示为沿图1中b-b向的剖面结构示意图。
29.图5显示为沿图1中b-c向的剖面结构示意图。
30.图6显示为实施例一的一可选实施例提供的发光二极管芯片的俯视结构示意图。
31.图7显示为本发明实施例二提供的发光二极管芯片的俯视结构示意图。
32.图8显示为沿图7中b1-b1向的剖面结构示意图。
33.图9a显示为图7中p1部分的局部放大结构示意图。
34.图9b显示为一可选实施例中图7中p1部分的局部放大结构示意图。
35.图10显示为本发明实施例三提供的发光二极管芯片的俯视结构示意图。
36.图11显示为沿图10中b2-b2向的剖面结构示意图。
37.图12显示为图10中p2部分的局部放大结构示意图。
38.图13显示为本发明实施例四提供的发光二极管芯片的俯视结构示意图。
39.图14显示为沿图13中b3-b3向的剖面结构示意图。
40.图15显示为图13中p3部分的局部放大结构示意图。
41.图16显示为本发明实施例五提供的发光二极管芯片的俯视结构示意图。
42.图17显示为沿图16中b4-b4向的剖面结构示意图。
43.图18显示为图16中p4部分的局部放大结构示意图。
44.图19显示为本发明实施例六提供的发光装置的示意图。
45.元件标号说明
46.10，衬底；11，电流扩展层；12，电极焊盘；13，第一电流阻挡层；14，第二电流阻挡层；15，指状部；16，半导体叠层。
47.100，发光二极管芯片；110，衬底；120，半导体发光序列堆叠层；121，第一导电类型半导体层；122，有源层；123，第二导电类型半导体层；130，台面结构；140，电流扩展层；141，第一开口；1411，外扩区；150，电流阻挡层；151，第一部分；1511，局部内缩区；152，第二部分；160，第二电极；161，电极焊盘；162，扩展条；170，第一电极；180，绝缘保护层；181，第二开口；200，发光装置；201，电路基板；202，发光元件。
具体实施方式
48.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。针对现有技术中发光二极管的打线能力及电流阻挡层的完整性之间的矛盾，本发明提供一种发光二极管芯片及发光装置，提升发光二极管芯片的可靠性及电流扩展能力，以解决上述矛盾。在一些实施例中，发光二极管芯片包括：
49.半导体发光序列堆叠层；
50.电流阻挡层，形成在所述半导体发光序列堆叠层上方，所述电流阻挡层包括第一部分和第二部分；
51.电流扩展层，形成在半导体发光叠层上方以及所述电流阻挡层的所述第二部分上方，并且所述电流扩展层具有第一开口，所述电流阻挡层的第一部分位于所述电流扩展层的所述第一开口内；
52.电极结构，所述电极结构包括电极焊盘及扩展条；其中，
53.所述电流阻挡层的所述第一部分与所述电流扩展层之间具有第一间隙；
54.所述电流阻挡层的所述第一部分与所述第二部分之间具有第二间隙；
55.所述电极结构覆盖所述电流阻挡层的第一部分，并且通过所述第一间隙接触所述半导体发光序列堆叠层的上表面；至少部分所述扩展条形成在所述的电流阻挡层的第二部分之上和所述电流扩展层之上；所述电流扩展层的第一开口的部分边缘位于所述电流阻挡层的第二部分之上。
56.电极结构的这一设置使得电流阻挡层的第一部分完全内缩在电极焊盘内部，电极焊盘的下表面边缘部分直接与半导体发光序列堆叠层接触，由此增加了电极焊盘的附着力，在后续封装打线时，由于形成电极焊盘的金属材料的延展性，电极焊盘的边缘部分可以有效缓冲打线作用力，减小剪切力，由此降低打线时电流阻挡层第一部分的受力，减小电流阻挡层破碎的风险，进而降低电极焊盘因电流阻挡层破碎而脱落的风险。
57.另外，至少部分扩展条形成在的电流阻挡层的第二部分之上和电流扩展层之上；电流扩展层的第一开口的部分边缘位于电流阻挡层的第二部分之上。电流扩展层的上述设置，使得电流阻挡层的第二部分的边缘超出电流扩展层的第一开口的边缘，或者至少是第二部分的边缘与电流扩展层的第一开口的边缘齐平，由此减小了电极焊盘与半导体发光序列堆叠层的直接接触面积，有利于提高电流的扩展能力。
58.本发明还提供一种发光二极管，包括：
59.半导体发光序列堆叠层；
60.电流阻挡层，形成在所述半导体发光序列堆叠层上方，所述电流阻挡层包括第一部分和第二部分；
61.电流扩展层，形成在半导体发光叠层上方以及所述电流阻挡层的所述第二部分上方，并且所述电流扩展层具有第一开口，所述电流阻挡层的第一部分位于所述电流扩展层的所述第一开口内；
62.电极结构，所述电极结构包括电极焊盘及扩展条，所述的电极焊盘位于所述电流阻挡层的第一部分之上，所述扩展条形成在所述的电流阻挡层的第二部分之上和所述电流扩展层之上；其中，
63.所述电流阻挡层的所述第一部分与所述电流扩展层之间具有第一间隙；
64.所述电流阻挡层的所述第二部分与所述第一部分之间具有第二间隙；
65.所述电极结构覆盖所述电流阻挡层的第一部分，并且通过所述第一间隙接触所述半导体发光序列堆叠层的上表面；并且，所述第一间隙与所述第二间隙的宽度差的绝对值不大于15μm。通过如上对第一间隙和第二间隙的设置，在保证发光二极管芯片的打线能力的同时，减少了电极结构与半导体叠层的直接接触面积，避免电流直接注入到半导体叠层，提升了电流阻挡层的作用。
66.在一些实施例中，第一间隙的宽度大于或等于所述第二间隙的宽度。在电极焊盘与扩展条连接区域设置上述第一间隙和第二间隙的关系，由此能够减少电极结构与半导体叠层直接接触的面积，避免电流直接注入到半导体叠层，提高了电流的扩展能力。
67.在一些实施例中，第二间隙的宽度大于或等于0.5μm。第二间隙的宽度限定一方面避免因第二间隙过小，导致后续封装打金球的过程中电极焊盘与扩展条连接处的电流阻挡层受力变大，该处电流阻挡层破碎，造成电极焊盘与扩展条断裂；另一方面保证刻蚀电流阻挡层的黄光制程窗口，以及后续刻蚀电极焊盘上方的保护层时的化学刻蚀窗口，降低了制程难度。
68.进一步地，在一些实施例中，电流阻挡层的第二部分延伸至第一开口中。该设置进一步减小电极结构与半导体发光序列堆叠层直接接触的面积，提升了电流阻挡层的作用，同时提高电流的扩展能力。
69.进一步地，在一些实施例中，电流阻挡层的第二部分延伸至电极焊盘下方。更进一步减小电极结构与半导体叠层直接接触的面积，有效提升了电流阻挡层的作用；同时电极焊盘能够覆盖延伸至其下方的电流阻挡层，在后续化学刻蚀过程中能够保护电流阻挡层不被破坏，保证其结构完成性，提高发光二极管芯片的可靠性。
70.在一些实施例中，电流阻挡层的第一部分在与第二部分相对的区域形成局部内缩区。即，相对于其他部分，在与第二部分相对的区域，电流阻挡层的第一部分相对于电流扩展层的第一开口的边缘，进一步内缩，使得局部内缩区的电流阻层距离第一开口的边缘的距离大于其余部分的电流阻挡层距离第一开口的边缘。上述局部内缩区的设置增加了第二间隙的宽度可调整范围，有利于保证刻蚀电流阻挡层的黄光制程窗口，以及后续刻蚀电极焊盘上方的保护层时的化学刻蚀窗口，降低制程难度。
71.进一步地，在一些实施例中，局部内缩区形成扇环形内缩区。该局部内缩区能够解决第二间隙间距变小时，制程困难以及第二间隙间距变小时，电极焊盘与扩展条连接处容易断裂的风险。
72.在一些实施例中，在与局部内缩区相对的区域，电流扩展层向第一开口中延伸形成外扩区。电流扩展层外扩区的形成能够在保证刻蚀电流阻挡层的黄光制程窗口，以及后续刻蚀电极焊盘上方的保护层时的化学刻蚀窗口的同时进一步减小电极结构与半导体叠层直接接触的面积，避免电流直接注入到半导体叠层，提高了电流的扩展能力。
73.进一步地，在一些实施例中，外扩区形成弧形外扩区。电流扩展层在电流阻挡层的局部内缩区对应处形成外扩区，也可以解决第二间隙间距变小时，制程困难以及电极焊盘与扩展条连接处容易断裂的风险。
74.在一些实施例中，第一间隙的宽度大于第二间隙的宽度。
75.在一些实施例中，在所述局部内缩区，第一间隙的宽度大于或等于第二间隙的宽度；在局部内缩区之外的区域，所述第一间隙的宽度大于或等于零。第一间隙的设置可以进一步控制减小电极结构直接接触的半导体叠层的面积，进一步提高电流扩展能力。
76.在一些实施例中，电极结构的电极焊盘的投影面积小于或等于或大于第一开口的直径。电极焊盘的上述设置，可以使得电极焊盘与电流扩展层在横向和纵向上均无接触，降低了在后续封装过程中由于电流扩展层与电极焊盘之间的附着力弱导致打线不稳的风险，提高了该芯片的可靠性，同时提升扩展条和电流扩展层的电流扩展效率，促进电流向电极焊盘以外的其它区域扩散分布，提升亮度；也可以使得电流扩展层内缩到电极焊盘内，能够有效阻挡后续刻蚀电极焊盘上方的保护层时的腐蚀溶液，保护扩展条延伸至电极焊盘下方的电流阻挡层不受腐蚀液的腐蚀而被破坏，提高其结构的完成性，从而提升芯片可靠性。
77.在一些实施例中，半导体发光序列堆叠层包括第一导电类型半导体层、发光层和第二导电类型半导体层，所述电极结构包括与所述第一导电类型半导体层电连接的第一电极和与所述第二导电类型半导体层电连接的第二电极。
78.在一些实施例中，还包括保护层，所述保护层覆盖至少部分所述电极结构、所述电流阻挡层及所述电流扩展层。
79.在一些实施例中，电流阻挡层的第一部分为连续结构或不连续结构。当电流阻挡层的第一部分为多个分离的块状时，可进一步降低电极焊盘附着力被破坏而导致电极焊盘掉落的风险。
80.在一些实施例中，电流阻挡层的第二部分包括多个不连续的部分，其中，第二间隙为第二部分与第一部分之间的最小间隙。
81.在一些实施例中，电流阻挡层的第二部分为连续结构。当电流阻挡层的第二部分为连续结构时，可进一步提升了电流阻挡层的作用，从而提升了电流扩展能力。
82.在一些实施例中，电流阻挡层为透明绝缘层，包含透明的无机绝缘材料二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛及氧化铝中的至少一种，电流阻挡层的厚度为50nm～500nm。电流阻挡层的上述材料选择及厚度设置，一方面不会影响发光二极管芯片的出光，另一方面能够有效防止电流由上方电极垂直流入第二半导体层，有利于提高电流的扩展能力。
83.本发明还提供一种发光装置，包括电路基板以及设置在电路基板上方的发光元件，其采用上述任一实施例提供的发光二极管芯片。采用上述发光二极管芯片的发光装置具有良好的可靠性及发光效果。
84.以下将结合本发明实施例中的附图，通过多种具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
85.实施例一
86.本实施例提供一种发光二极管芯片，参见图1和图3，本实施例的发光二极管芯片100包括衬底110以及形成在衬底110上方的半导体发光序列堆叠层120。衬底110可以是蓝宝石衬底、蓝宝石图形化衬底、氮化镓衬底、氮化铝衬底、碳化硅衬底或硅衬底等，可选地，衬底110为蓝宝石图形化衬底。半导体发光序列堆叠层包括一次叠置在衬底110上的第一导电类型半导体层121、有源层122及第二导电类型半导体层123。其中第一导电类型半导体层121可以是n型层或者p型层，第二导电类型半导体层123对应的为p型层或者n型层。本实施例中以第一导电类型半导体层121为n型层，第二导电类型半导体层123为p型层为例，其中n型半导体层可以是掺杂硅的氮化镓层，p型半导体层可以是掺杂镁的氮化镓层，有源层122可以是单异质结构、双异质结构、双面异质结构或多层量子阱，有源层122的材料可以是i型、p型或n型半导体，本实施例中，有源层122可包括多层量子阱层。可选地，该发光二极管芯片100为正装芯片，如图3所示，发光二极管芯片100形成有台面结构130，该台面结构130形成在第一导电类型半导体层121上方，暴露第一导电类型半导体层121，其侧壁为第二导电类型半导体层123及有源层122，可选地还可以包括部分第一导电类型半导体层121。
87.如图2及图3至图5所示，发光二极管芯片100还包括电流扩展层140、电流阻挡层150及电极结构。电流阻挡层150包括第一部分151和第二部分152。电流阻挡层150的第一部分151与电流扩展层140之间具有第一间隙d1；电流阻挡层150的第一部分151与第二部分152之间具有第二间隙d2。电流扩展层140形成在半导体发光序列堆叠层120上方以及电流阻挡层150的第二部分152上方。可选地，电流扩展层140同时覆盖在台面结构130所暴露的第一导电类型半导体层121的表面。电流扩展层140具有第一开口141，电流阻挡层150的第一部分151位于电流扩展层140的第一开口141内。电极结构包括分别与第一导电类型半导体层121和第二导电类型半导体层123电连接的第一电极170和第二电极160。电极结构通常还包括电极焊盘161以及与电极焊盘161连接的扩展条162。本实施例以下描述中以第二电
极160为例进行说明，可以理解的是，第一电极170也可以形成为同样的结构。可选地，上述电流扩展层140为透明导电层，即具有透明性质的导电材料，包括金、镍等薄金属或选自锌、铟、锡等金属的氧化物，可选地，上述电流扩展层140为氧化铟锡。电极结构的材料选自金、银、铜、铝、铬、镍、钛和铂上述材料的至少一种，或选自上述材料的合金或叠层的至少一种。
88.如图2和图3至图5所示，电极结构覆盖电流阻挡层150的第一部分151，并且通过第一间隙d1接触所述半导体发光序列堆叠层120的上表面；至少部分扩展条162形成在电流阻挡层150的第二部分151之上和电流扩展层140之上；电流扩展层140的第一开口141的部分边缘位于电流阻挡层150的第二部分152之上。电极焊盘161形成在电流扩展层140的第一开口141处，电流阻挡层150的第一部分151形成在第一开口141内。电流阻挡层150的第一部分151覆盖在第一开口141所暴露的第二导电类型半导体层123上，且电流阻挡层150的第一部分151与电流扩展层140之间具有一第一间隙d1，即电流阻挡层150的第一部分151完全容纳在第一开口141内，电流扩展层140之间未相互重叠。电极结构的电极焊盘161形成在电流阻挡层150的上方，并且填充上述第一间隙d1，并且经该第一间隙d1直接接触第二导电类型半导体层123的上表面。此时，电流阻挡层150的第一部分151完全内缩在电极焊盘161内部，电极焊盘161的下表面边缘部分直接与半导体发光序列堆叠层120接触，由此增加了电极焊盘的附着力，在后续封装打线时，由于形成电极焊盘161的金属材料的延展性，电极焊盘161的边缘部分可以有效缓冲打线作用力，减小剪切力，由此降低打线时电流阻挡层150第一部分151的受力，减小电流阻挡层150破碎的风险，进而降低电极焊盘161因电流阻挡层150破碎而脱落的风险。可选地，电流阻挡层150的材料包括二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛及氧化铝等透明绝缘材料中的至少一种。电流阻挡层150可以是单层、多层或是重复交叠的多层结构，例如分布式布拉格反射层。可选地，电流阻挡层150为二氧化硅层，厚度范围为50nm～500nm，进一步地，其厚度范围为120nm～450nm。
89.可选地，上述电流阻挡层的第一部分151与第二部分152之间具有一第二间隙d2，至少部分上述第一间隙d1大于或等于该第二间隙d2，即，上述第一间隙d1可全部大于该第二间隙d2，或者上述第一间隙d1部分大于该第二间隙d2，部分等于该第二间隙d2；或者上述第一间隙d1部分等于该第二间隙d2，部分小于该第二间隙d2。
90.本实施例中，如图1和图2及图4所示，电流阻挡层150的第二部分152延伸至第一开口141中，但是电极焊盘161并不覆盖延伸至第一开口141中的第二部分152，即，如图1和2及图4所示，第一开口141的边缘位于第二部分152上方。第二部分152与第一部分151之间具有一第二间隙d2，并且第二间隙d2的宽度完全小于第一间隙d1的宽度。电极结构的电极焊盘161形成在电流阻挡层150的上方，并且填充上述第一间隙d1，可以理解的是，电极焊盘161会同时填充在上述第二间隙d2中。第一间隙d1中的电极焊盘161直接接触第二导电类型半导体层123。如图2所示，电极焊盘161的投影面积大于电流阻挡层150的第一部分151的投影面积并且小于第一开口141的投影面积。本实施例中，在电极焊盘161与扩展条162连接区域，第一间隙d1与第二间隙d2的宽度差不大于15μm，进一步地，介于4μm～7μm。可选实施例中，上述第二间隙d2的宽度控制在大于或者等于0.5μm，可选地，该第二间隙d2的宽度介于2μm～6μm，进一步地，介于3μm～5μm，例如，可以是2μm、3μm或3.5μm、2.5μm、5μm、6μm等。第二间隙d2的设置减小了与第二导电类型半导体层123直接接触的电极焊盘161的面积，由此增加了电流阻挡层150的阻挡作用，在后续打线时，能够提高电流阻挡层150的效率。
91.如图1至图5所示，在可选实施例中，电流阻挡层150的第二部分152形成为连续结构，例如，形成为连续的条状结构，以阻挡电极扩展条162中电流直接扩散到其下方的半导体发光序列堆叠层120中，增加电流的扩展性。
92.可选实施例中，如图6所示，电流阻挡层的第二部分还可以形成为不连续结构，例如形成为多个块状结构。此时，上述第二间隙d2指的是距离第一部分151最近的第二部分152与第一部分151之间的间隙。上述多个块状结构可以是矩形结构、三角形结构、圆柱形结构等。
93.如图2至图5所示，本实施例中，电流阻挡层150的第一部分151形成为一连续的整体结构，例如柱状结构等。此时，如图2所示，上述电流阻挡层的第一部分151与电流扩展层140之间的第一间隙d1指的是第一部分151的边缘在径向方向上与电流扩展层140之间的间隙，第二间隙d2指的是第一部分151的边缘在径向方向上与第二部分152之间的间隙。
94.在另外的可选实施例中，电流阻挡层150的第一部分151也可以形成为不连续的结构。例如，第一部分151可以包括中心柱状结构，以及与该柱状结构相互分离且嵌套该柱状结构外侧的环形柱，此时，上述第一间隙d1指的是外侧的环形柱的外侧边缘在径向上与电流扩展层140之间的间隙，第二间隙d2指的是外侧的环形柱的外侧边缘在径向方向上与第二部分152之间的间隙；或者，第一部分151可以是中空的环形柱状结构，此时，上述第一间隙d1指的是环形状结构的外侧边缘在径向上与电流扩展层140之间的间隙，第二间隙d2指的是环形柱的外侧边缘在径向方向上与第二部分152之间的间隙；或者第一部分151可以包括多个间隔排列的扇形结构。此时，优选地，与第二部分152相对应的为扇形结构，而非扇形结构的间隔区域。上述第一间隙d1指的是扇形结构的外侧边缘在径向上与电流扩展层140之间的间隙，第二间隙d2指的是扇形结构的外侧边缘在径向方向上与第二部分152之间的间隙；或者第一部分151可以包括包括中心柱状结构，以及分布在中心柱状结构周围并与中心柱状结构相互间隔的多个扇环形结构，多个扇环形结构同样相互间隔分布。此时，优选地，与第二部分152相对应的为扇形结构，而非扇形结构的间隔区域。上述第一间隙d1指的是扇形结构的外侧边缘在径向上与电流扩展层140之间的间隙，第二间隙d2指的是扇形结构的外侧边缘在径向方向上与第二部分152之间的间隙；或者第一部分151可以包括包括多个相互间隔的柱状结构，优选地，柱状结构沿第二部分152的延伸方向分布。此时，上述第一间隙d1指的是与第二部分相对应的柱状结构的一侧的边缘在径向上与电流扩展层140之间的间隙，第二间隙d2指的是与第二部分相对应的柱状结构的一侧的边缘在径向方向上与第二部分152之间的间隙。
95.再次参照图2至图5，发光二极管芯片100还包括绝缘保护层180，该绝缘保护层180覆盖发光二极管芯片100的表面，即台面结构130的表面及侧壁、电流扩展层140、电极结构的扩展条162等其他裸露表面，起到保护发光二极管芯片100的作用。绝缘保护层180在电极焊盘161的对应位置处形成第二开口181以暴露电极焊盘161，便于后期打线。第二开口181一般通过如下方法形成：在绝缘保护层180上方形成光刻胶层，通过黄光制程在光刻胶电极焊盘161对应位置处形成窗口图案，通过窗口图案经腐蚀溶液蚀刻绝缘保护层180形成第二开口181。本实施例上述第一间隙及第二间隙的设置保证了上述黄光制程及化学蚀刻制程的窗口，减小了刻蚀难度；同时减小扩展条162与电极焊盘161断开的几率；打线时，能够减小电极焊盘161下方电流阻挡层150的第一部分151的受力，减小其破碎的风险，进而间隙电
极焊盘161断裂的风险，提高发光二极管芯片100的可靠性。
96.实施例二
97.本实施例同样提供一种发光二极管芯片，如图7至图9a所示，本实施例的发光二极管芯片100与实施例一的发光二极管芯片100的不同之处在于：
98.本实施例中，电流阻挡层150的第二部分152进一步延伸至电流扩展层140的第一开口141中，该设置能够进一步减小电极结构与半导体发光序列堆叠层120直接接触的面积，提升了电流阻挡层150的作用，同时提高电流的扩展能力。可选地，第二部分152的边缘与电极焊盘161的边缘齐平。可选地，如图9b所示，电极结构的电极焊盘161可以进一步覆盖延伸至第一开口141中的电流阻挡层150的第二部分152。第二部分152与第一部分151之间的第二间隙d2完全小于第一部分151与电流扩展层140之间的第一间隙d1。其中第二部分152与第一部分151之间的第二间隙d2控制在2μm～6μm之间，进一步地，介于3μm～5μm，例如，可以是2μm、3μm或3.5μm、2.5μm、5μm、6μm等。电极焊盘161覆盖延伸至第一开口141中的第二部分152，减少了与第二导电类型半导体层123直接接触的电极焊盘161的面积，增加了电极焊盘161与电流阻挡层150的第二部分152的接触面积，增加了电流阻挡层150的电流阻挡作用，提高了电流的扩展作用，使得电流横向分布更加均匀，有利于提高发光二极管芯片100的出光效果。电极焊盘161的边缘与第二部分152的边缘齐平，或者电极焊盘161进一步覆盖延伸至第一开口141中的第二部分152，可以在后续化学刻蚀过程中能够保护电流阻挡层不被破坏，保证其结构完成性，提高发光二极管芯片的可靠性。
99.实施例三
100.本实施例同样提供一种发光二极管芯片，如上实施例二所述，当电流阻挡层150的第二部分152延伸至第一开口141中，并且使得电极焊盘161覆盖该第二部分152时，可能会导致第二部分152与第一部分151之间的第二间隙d2过小，此时会出现如下问题：后续刻蚀绝缘保护层180形成第二开口181时，第二间隙d2越小，黄光光刻和显影制程越困难，同步化学蚀刻也困难；第二间隙d2变小，后续打线时，使得第二间隙区域的电流阻挡层150受力变大，同样会增加电流阻挡层150破碎的风险，造成扩展条162与电极焊盘161断开，影响发光二极管芯片100的可靠性。为了防止出现上述问题，本实施例对实施例二的发光二极管芯片100进行了进一步的设计，具体地：
101.本实施例中，第二部分152与第一部分151之间的第二间隙d2同样完全小于第一部分151与电流扩展层140之间的第一间隙d1，如图10至图12所示，本实施例的发光二极管芯片100中，电流阻挡层150的第二部分152同样延伸至第一开口141中，并且第二部分152的边缘与电极焊盘161的边缘齐平，或者电极焊盘161覆盖延伸至第一开口141中的电流阻挡层150的第二部分152。本实施例中，电流阻挡层150的第一部分151在延伸至第一开口141的第二部分152所对应的区形成局部内缩区1511，即该局部内缩区1511对应的电流阻挡层150的第一部分151的尺寸(例如直径)小于第一部分151的其余部分的尺寸(例如直径)。此时，局部内缩区1511区域为扇环形结构，即该局部内缩区1511对应的电流阻挡层150的第一部分151的其余部分的直径减去该局部内缩区1511对应的电流阻挡层150的第一部分151的直径所形成的扇环形。局部内缩区1511的设置使得第二间隙d2的可调整范围增大，使得第二间隙d2控制在2μm～6μm之间，进一步地，介于3μm～5μm，例如，可以是2μm、3μm或3.5μm、2.5μm、5μm、6μm等。由此在提高发光二极管芯片100的出光效果的同时，能够优化第二间隙d2处电
流阻挡层150的受力，防止电流阻挡层150破碎，进而防止电极焊盘161和扩展条162断裂，提高发光二极管芯片100的可靠性。
102.实施例四
103.本实施例同样提供一种发光二极管芯片，如上实施例一至实施例三所述，其中电流扩展层140的第一开口141比电极焊盘161的投影大，电极焊盘161完全容纳在第一开口141中，电流阻挡层150的第二部分152延伸至电极焊盘161下方，这样的结构在后续湿法蚀刻绝缘保护层180形成第二开口181时，腐蚀溶液会沿着电极焊盘161的边缘浸入内部电极焊盘161周围的电流阻挡层150，电极焊盘161周围的电流阻挡层150会被蚀刻形成一个小的凹坑。为了防止出现上述问题，本实施例对发光二极管芯片100进行了进一步的设计，具体地：
104.如图13至15所示，本实施例中，电极焊盘161不仅形成在第一开口141中，即填充电流扩展层140与第一部分151的第一间隙d1和第一部分151与第二部分152的第二间隙d2中，同时还形成在第一开口141的外部。即，电极焊盘161的投影面积大于第一开口141的尺寸，可选地，电极焊盘161的边缘与第一开口141边缘之间的距离在2μm左右，例如2μm～5μm。此时，电极焊盘161与电流扩展层140的接触面积大大增加，增强了电流的横向扩展，有利于提高发光二极管的出光效果。并且，在后续刻蚀绝缘保护层180形成第二开口181时，可以有效防止腐蚀溶液浸入内部电极焊盘161周围的电流阻挡层150，保证电流阻挡层150的完整性，提高其阻挡作用，有利于提高发光二极管芯片100的可靠性。
105.可选性，本实施例中，如图15所示，电流阻挡层150的第二部分152的边缘同样与电极焊盘161的边缘齐平；或者第二部分152的边缘位于电极焊盘161的下方，此时，第二部分152并不延伸至第一开口141中，第二部分152与第一开口141边缘的电流扩展层140侧壁齐平，或者第二部分152距离第一开口141的边缘一定距离。电流阻挡层150的第一部分151在第二部分152对应的部分形成局部内缩区1511。当第二部分152的边缘与电极焊盘161的边缘齐平时，如图15所示，在局部内缩区1511部分，电流阻挡150的第一部分151与电流扩展层140之间的第一间隙d1小于第一部分151和第二部分152之间的第二间隙d2。可选地，电流阻挡层150的第二部分152距离第一开口141的边缘一定距离时，在局部内缩区1511部分，电流阻挡150的第一部分151与电流扩展层140之间的第一间隙d1同样小于第一部分151和第二部分152之间的第二间隙d2。当第二部分152与第一开口141边缘的电流扩展层140侧壁齐平时，在局部内缩区1511，第一间隙d1等于第二间隙d2。可选地，在局部内缩区1511之外的区域，电流阻挡层150的第一部分151可以完全填充第一开口141，即在局部内缩区1511之外的区域，第一部分的侧壁与电流扩展层140的侧壁重叠。由此能够进一步提高电流扩展与电极焊盘161的接触面积，提高电流扩展能力。
106.实施例五
107.本实施例同样提供一种发光二极管芯片，与实施例三提供的发光二极管芯片100不同的是，如图16至图18所示，本实施例中，电流阻挡层150的第一部分151在第二部分152对应的区域形成局部内缩区1511，在该局部内缩区1511对应的区域，电流扩展层140向第一开口141内延伸，形成外扩区1411。此时，第一开口141形成为不规则的开口形状，外扩区1411处的开口尺寸(例如直径)小于其余部分第一开口141的尺寸(例如直径)，外扩区1411形成为弧形外扩区。电极焊盘161的投影在外扩区1411位于第一开口141外侧、外扩区1411
之外的区域位于第一开口141内部。如图16和图18所示，电流阻挡层150的第二部分152的边缘同样与电极焊盘161的边缘齐平；或者在可选实施例中，电流阻挡层150的第二部分152沿电极焊盘161的边缘继续延伸但是并不延伸至第一开口141中，即，第二部分152的端部边缘位于第一开口141边缘外侧或者与第一开口141的边缘齐平，此时，电极焊盘161覆盖电流阻挡层150的第二部分152的端部。在本实施例中，在局部内缩区1511部分，电流阻挡150的第一部分151与电流扩展层140之间的第一间隙d1小于第一部分151和第二部分152之间的第二间隙d2。可选地，电流阻挡层150的第二部分152距离第一开口141的边缘一定距离时，在局部内缩区1511部分，电流阻挡150的第一部分151与电流扩展层140之间的第一间隙d1小于第一部分151和第二部分152之间的第二间隙d2；第二部分152的端部边缘与第一开口141的边缘齐平时，在局部内缩区1511部分，第一间隙d1等于第二间隙d2。
108.上述设计通过使得外扩区1411处的电极焊盘161与电流扩展层140的接触面积大大增加，增强了电流的横向扩展，有利于提高发光二极管的出光效果。并且，在后续刻蚀绝缘保护层180形成第二开口181时，可以有效防止腐蚀溶液浸入内部电极焊盘161周围的电流阻挡层150，保证电流阻挡层150的完整性，提高其阻挡作用，有利于提高发光二极管芯片100的可靠性。同时也保证了第一开口141除了外扩区1411的其余部分的电极焊盘161的下表面边缘部分直接与半导体发光序列堆叠层120接触，由此增加了电极焊盘的附着力。
109.实施例六
110.本实施例提供一种发光装置，该发光装置200包括电路基板201以及设置在电路基板201上方的发光元件202，该发光元件202可以是本发明实施例一和/或实施例二和/或实施例三和/或实施例四和/或实施例五提供的发光二极管芯片。实施例一、实施例二及实施例三的发光二极管芯片的出光面具有上述结构，因此该发光装置200同样具有良好的出光效果即可靠性。
111.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种发光二极管芯片，包括：半导体发光序列堆叠层；电流阻挡层，形成在所述半导体发光序列堆叠层上方，所述电流阻挡层包括第一部分和第二部分；电流扩展层，形成在半导体发光叠层上方以及所述电流阻挡层的所述第二部分上方，并且所述电流扩展层具有第一开口，所述电流阻挡层的第一部分位于所述电流扩展层的所述第一开口内；电极结构，所述电极结构包括电极焊盘及扩展条；其特征在于，所述电流阻挡层的所述第一部分与所述电流扩展层之间具有第一间隙；所述电流阻挡层的所述第一部分与所述第二部分之间具有第二间隙；所述电极结构覆盖所述电流阻挡层的第一部分，并且通过所述第一间隙接触所述半导体发光序列堆叠层的上表面；至少部分所述扩展条形成在所述的电流阻挡层的第二部分之上和所述电流扩展层之上；所述电流扩展层的第一开口的部分边缘位于所述电流阻挡层的第二部分之上。2.一种发光二极管芯片，半导体发光序列堆叠层；电流阻挡层，形成在所述半导体发光序列堆叠层上方，所述电流阻挡层包括第一部分和第二部分；电流扩展层，形成在半导体发光叠层上方以及所述电流阻挡层的所述第二部分上方，并且所述电流扩展层具有第一开口，所述电流阻挡层的第一部分位于所述电流扩展层的所述第一开口内；电极结构，所述电极结构包括电极焊盘及扩展条，所述的电极焊盘位于所述电流阻挡层的第一部分之上，所述扩展条形成在所述的电流阻挡层的第二部分之上和所述电流扩展层之上；其特征在于，所述电流阻挡层的所述第一部分与所述电流扩展层之间具有第一间隙；所述电流阻挡层的所述第二部分与所述第一部分之间具有第二间隙；所述电极结构覆盖所述电流阻挡层的第一部分，并且通过所述第一间隙接触所述半导体发光序列堆叠层的上表面；并且，所述第一间隙与所述第二间隙的宽度差的绝对值不大于15μm。3.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一间隙的宽度大于或等于所述第二间隙的宽度。4.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第二间隙的宽度大于或等于0.5μm。5.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的所述第二部分延伸至所述第一开口中。6.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的所述第二部分延伸至所述电极焊盘下方。7.根据权利要求6所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的第一部分在与所述第二部分相对的区域形成局部内缩区。
8.根据权利要求7所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述局部内缩区形成扇环形内缩区。9.根据权利要求7所述的发光二极管芯片，其特征在于，在与所述局部内缩区相对的区域，所述电流扩展层向所述第一开口中延伸形成外扩区。10.根据权利要求9所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述外扩区形成弧形外扩区。11.根据权利要求5所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一间隙的宽度大于所述第二间隙的宽度。12.根据权利要求7所述的发光二极管芯片，其特征在于，在所述局部内缩区，所述第一间隙的宽度大于或等于所述第二间隙的宽度；在所述局部内缩区之外的区域，所述第一间隙的宽度大于或等于零。13.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电极结构的所述电极焊盘的投影面积小于或等于或大于所述第一开口的投影面积。14.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述半导体发光序列堆叠层包括第一导电类型半导体层、发光层和第二导电类型半导体层，所述电极结构包括与所述第一导电类型半导体层电连接的第一电极和与所述第二导电类型半导体层电连接的第二电极。15.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于：还包括保护层，所述保护层覆盖至少部分所述电极结构、所述电流阻挡层及所述电流扩展层。16.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的所述第一部分为连续结构或不连续结构。17.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的所述第二部分包括多个不连续的部分，其中，所述第二间隙为所述第二部分与所述第一部分之间的最小间隙。18.根据权利要求1或2所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的所述第二部分为连续结构。19.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述电流阻挡层为透明绝缘层，包含透明的无机绝缘材料二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛及氧化铝中的至少一种，并且，所述电流阻挡层的厚度介于50nm～500nm。20.一种发光装置，其特征在于，包括电路基板以及设置在电路基板上方的发光元件，所述发光元件包括权利要求1～19中任意一项所述的发光二极管芯片。

技术总结
本申请提供一种发光二极管芯片及发光装置，电流阻挡层包括第一部分和第二部分，电流扩展层具有第一开口，第一部分位于所述电流扩展层的所述第一开口内。第一部分与所述电流扩展层之间具有第一间隙；第一部分与第二部分之间具有第二间隙；电极结构覆盖第一部分，并且通过第一间隙接触半导体发光序列堆叠层的上表面；至少部分扩展条形成在电流阻挡层的第二部分之上和电流扩展层之上；电流扩展层的第一开口的部分边缘位于电流阻挡层的第二部分之上。上述设置增加了电极焊盘的附着力，提高打线能力。还可以通过调控第一间隙与第二间隙的大小关系，避免电流直接注入到半导体叠层，提升发光二极管芯片的电流扩展能力和可靠性。升发光二极管芯片的电流扩展能力和可靠性。升发光二极管芯片的电流扩展能力和可靠性。


技术研发人员：陈功 臧雅姝 李俊贤 曾炜竣 贺春兰 张中英 蔡吉明 黄少华
受保护的技术使用者：厦门三安光电有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/28