本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片及其应用的背板、显示面板。
背景技术：
led因具有色纯度高、响应速度快、体积小、可靠性好、寿命长、环保等优点，无疑成为最受重视的光源技术，随着技术的发展，高像素屏要求越显突出，对尺寸芯片提出更高要求的。根据trendforce发布的2018年科技产业发展趋势中指出，由于miniled技术可搭配软性基板，达成高曲面背光的形式，将有机会使用在手机、电视、车载面板等多种应用上。
现有水平结构led生产工艺来制备miniled，就会导致miniled结构的亮度低，能耗高和散热性能差，进而导致影响发光二极管的性能和热稳定性。另外，现有水平结构led生产工艺步骤多，产出效率低，制备工艺复杂，这些都将导致目前miniled的良率偏低和成本偏高，限制着其大规模量产，因此，芯片本身的设计及制备工艺在miniled尺寸上亦需要更多的优化。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型提出一种发光二极管芯片及其应用的背板、显示面板，该发光二极管芯片可以提高生产良率，增加生产规模，改善漏电情况。
为实现上述目的及其他目的，本实用新型提出一种发光二极管芯片，包括：
衬底；
外延层，位于所述衬底上，所述外延层包括第一半导体层，发光层和第二半导体层；
电流扩展层，位于所述第二半导体层上；
凹槽，位于所述衬底上，暴露出所述第一半导体层；
绝缘层，位于所述电流扩展层上，所述绝缘层包括一开口，所述开口位于所述凹槽的一侧，所述开口暴露出所述电流扩展层，所述开口的宽度大于所述凹槽的顶部的宽度；
第一电极，位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触；
第二电极，位于所述开口内，所述第二电极与所述电流扩展层接触。
进一步地，所述第一半导体层位于所述衬底上，所述发光层位于所述第一半导体层上，所述第二半导体层位于所述发光层上。
进一步地，所述第一半导体层包括n型半导体层，所述第二半导体层包括p型半导体层。
进一步地，所述绝缘层还位于所述凹槽的侧壁上。
进一步地，所述第一电极凸出于所述凹槽，且所述第一电极顶部的宽度大于所述凹槽顶部的宽度。
进一步地，所述凹槽的顶部的宽度大于所述凹槽的底部的宽度。
进一步地，所述第一半导体层的厚度在3-4μm之间。
进一步地，所述第二半导体层的厚度在2-10μm之间。
进一步地，所述电流扩展层的厚度在8-10μm之间。
进一步地，所述发光二极管芯片包括microled和miniled。
进一步地，本实用新型还提出一种发光二极管背板，包括：
基板；
多个发光二极管芯片，设置在所述基板上，所述发光二极管芯片包括；
衬底；
外延层，位于所述衬底上，所述外延层包括第一半导体层，发光层和第二半导体层；
电流扩展层，位于所述第二半导体层上；
凹槽，位于所述衬底上，暴露出所述第一半导体层；
绝缘层，位于所述电流扩展层上，所述绝缘层包括一开口，所述开口位于所述凹槽的一侧，所述开口暴露出所述电流扩展层，所述开口的宽度大于所述凹槽的顶部的宽度；
第一电极，位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触；
第二电极，位于所述开口内，所述第二电极与所述电流扩展层接触；
其中，所述第一电极凸出于所述凹槽，且所述第一电极顶部的宽度大于所述凹槽顶部的宽度；
其中，所述凹槽的顶部的宽度大于所述凹槽的底部的宽度。
进一步地，本发明还提出一种发光二极管显示面板，包括：
电路板；
多个发光二极管芯片，设置在所述电路板上，
显示单元，设置在所述发光二极管的出光方向上，所述发光二极管芯片包括；
衬底；
外延层，位于所述衬底上，所述外延层包括第一半导体层，发光层和第二半导体层；
电流扩展层，位于所述第二半导体层上；
凹槽，位于所述衬底上，暴露出所述第一半导体层；
绝缘层，位于所述电流扩展层上，所述绝缘层包括一开口，所述开口位于所述凹槽的一侧，所述开口暴露出所述电流扩展层，所述开口的宽度大于所述凹槽的顶部的宽度；
第一电极，位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触；
第二电极，位于所述开口内，所述第二电极与所述电流扩展层接触；
其中，所述第一电极凸出于所述凹槽，且所述第一电极顶部的宽度大于所述凹槽顶部的宽度；
其中，所述凹槽的顶部的宽度大于所述凹槽的底部的宽度。
综上所述，本实用新型提出一种发光二极管芯片及其应用的背板、显示面板，该发光二极管芯片通过设计较大面积的第一电极和第二电极，也就是说第一电极的顶部的宽度大于凹槽的宽度，且第二电极的宽度大于开口的宽度，从而可以使得同尺寸发光二极管结构具有更高的亮度和更低的能耗。本实用新型将绝缘层引入凹槽的侧壁中，对可能的漏电通道进行了绝缘保护，提高了发光二极管芯片的电学稳定性。本发光二极管芯片可以不需要对制造工艺增加额外投入，因此可以简化工艺制程。通过使用该发光二极管芯片可以提高背板和显示面板的稳定性，改善漏电对背板和显示面板的影响。
附图说明
图1：本实用新型中发光二极管芯片的示意图。
图2：本实用新型中发光层的示意图。
图3：本实用新型中发光二极管背板的示意图。
图4：本实用新型中发光二极管显示面板的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点与功效。本实用新型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，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本实施例提出一种发光二极管芯片100，该发光二极管芯片100包括：衬底110，所述衬底110的材料包括但不限于蓝宝石、氮化铝、氮化镓、硅、碳化硅；所述衬底110可为平面衬底或图案化衬底。
如图1所示，在衬底110上形成有外延层120，外延层120包括第一半导体层121，发光层122和第二半导体层123，第一半导体层121位于衬底110上，发光层122位于第一半导体层121上，第二半导体层123位于发光层122上。第一半导体层121例如为n型半导体层，例如为n型氮化镓；第二半导体层123例如为p型半导体层，例如为p型氮化镓。也就是说第一半导体层121和第二半导体层123类型不同。第一半导体层121的厚度可以在3-4μm之间，例如为3.2-3.5μm。第二半导体层123的厚度可以在2-10μm之间，例如为5-6μm。当然，在一些实施例中，还可以在外延层120与衬底110之间形成应力缓冲层。
如图2所示，在本实施例中，发光层122可以包括3-30个周期的inxga1-xn/algan多量子阱层1221组成，每个所述inxga1-xn/gan多量子阱层1221的厚度在3-4nm之间。在一些实施例中，还可以在所述inxga1-xn/gan多量子阱层1221上形成覆盖层。所述发光层122的生长压力控制在100-600torr之间。
如图1所示，在本实施例中，在形成发光层120之后，还可以在发光层120上形成电流扩散层130，所述电流扩散层130的材料包括ito，zito，zio，gio，zto，fto，azo，gzo，in4sn3o12，niau中的一种。电流扩散层130可以起到优化电流分布的作用。所述电流扩散层130的厚度在8-10μm之间。在本实施例中，在形成电流扩散层130之后，还可以对电流扩散层130进行快速热退火，快速退火炉退火温度为500℃-700℃，退火时间为1-10min，升温速率为10℃/s-50℃/s。
如图1所示，在本实施例中，在衬底110上还包括一凹槽，所述凹槽暴露出第一半导体层121，所述凹槽的深度等于电流扩散层130，第二半导体层123和发光层122的厚度之和。当然，在一些实施例中，所述凹槽的深度还可以包括部分厚度的第一半导体层121。所述凹槽为倒梯形，因此凹槽的顶部的宽度大于凹槽的底部的宽度。
如图1所示，在本实施例中，在电流扩散层130上还形成有绝缘层140，部分绝缘层140还位于凹槽的侧壁上，也就是说绝缘层140未覆盖凹槽暴露出的第一半导体层121，因此可以使得第一电极150与第一半导体层121接触。在本实施例中，第一电极150位于凹槽内，且第一电极150未能与发光层122和第二半导体层123接触，因此对可能的漏电通道进行了绝缘保护，提高了发光二极管芯片100的电学稳定性。在本实施例中，第一电极150凸出于凹槽，且第一电极150还向凹槽的两侧延伸，因此使得第一电极150的宽度大于凹槽的顶部的宽度。从图1中可以看出，第一电极150的底部与第一半导体层121接触，第一电极150的其他部分与绝缘层140连接。在本实施例中，该第一电极150可以为多层金属结构，所述多层金属结构包括依次叠层排列的craltinitinitiniau或cralniptniptniptau。
如图1所示，在本实施例中，该绝缘层140还包括一开口，所述开口位于凹槽的一侧，所述开口位于电流扩散层130上，也就是说开口暴露出电流扩散层130。需要说明的是，开口的宽度大于凹槽的顶部的宽度，在开口内形成有第二电极160，也就是说第二电极160与电流扩散层130连接。该第二电极160可以为多层金属结构，所述多层金属结构包括依次叠层排列的craltinitinitiniau或cralniptniptniptau。所述绝缘层140包括氮化硅或二氧化硅。为了起到更好的防止发光二极管芯片中漏电的发生，所述绝缘层140应采用较厚的厚度，所述绝缘层140的厚度大于230nm，例如为250nm。
如图1所示，在本实施例中，在形成绝缘层140时，绝缘层140可以完全覆盖电流扩散层130，然后通过刻蚀工艺在凹槽的一侧形成开口。
需要说明的是，本实施例中所述的发光二极管芯片可应用于诸如miniled、mircoled或小间距led中，当然也可应用于更大或更小尺度led中；也即本实施例中所述的发光二极管芯片尺度可处于微米尺度，亦可大于或者小于微米尺度。
如图3所示，本实施例还提出一种发光二极管背板，该背板包括基板10和发光二极管芯片100，该发二极管芯片100可以固晶设置在基板10上，该发光二极管芯片100的结构可以参考上述描述。当然，在一些实施例中，还可以在基板10上设置荧光粉层，且荧光粉层包覆所述发光二极管芯片100。需要说明的是，该发光二极管芯片100例如可以发射白光，红光，蓝关或黄光。
如图4所示，本实施例还提出一种发光二极管显示面板，该显示面板包括电路板11，发光二极管芯片100和显示单元200。发光二极管芯片100设置在电路板11上，显示单元200位于发光二极管芯片100的出光方向上。发光二极管芯片100的结构可以参考上述描述。
综上所述，本实用新型提出一种发光二极管芯片，该发光二极管芯片通过设计较大面积的第一电极和第二电极，也就是说第一电极的顶部的宽度大于凹槽的宽度，且第二电极的宽度大于开口的宽度，从而可以使得同尺寸发光二极管结构具有更高的亮度和更低的能耗。本实用新型将绝缘层引入凹槽的侧壁中，对可能的漏电通道进行了绝缘保护，提高了发光二极管芯片的电学稳定性。本发光二极管芯片可以不需要对制造工艺增加额外投入，因此可以简化工艺制程。在本实用新型中背板和显示面板使用该发光二极管芯片，从而可以改善漏电对背板和显示面板的影响。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。
1.一种发光二极管芯片，其特征在于，包括：
衬底；
外延层，位于所述衬底上，所述外延层包括第一半导体层，发光层和第二半导体层；
电流扩展层，位于所述第二半导体层上；
凹槽，位于所述衬底上，暴露出所述第一半导体层；
绝缘层，位于所述电流扩展层上，所述绝缘层包括一开口，所述开口位于所述凹槽的一侧，所述开口暴露出所述电流扩展层，所述开口的宽度大于所述凹槽的顶部的宽度；
第一电极，位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触；
第二电极，位于所述开口内，所述第二电极与所述电流扩展层接触；
其中，所述第一电极凸出于所述凹槽，且所述第一电极顶部的宽度大于所述凹槽顶部的宽度；
其中，所述凹槽的顶部的宽度大于所述凹槽的底部的宽度。
2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一半导体层位于所述衬底上，所述发光层位于所述第一半导体层上，所述第二半导体层位于所述发光层上。
3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一半导体层包括n型半导体层，所述第二半导体层包括p型半导体层。
4.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述绝缘层还位于所述凹槽的侧壁上。
5.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一半导体层的厚度在3-4μm之间。
6.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第二半导体层的厚度在2-10μm之间。
7.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电流扩展层的厚度在8-10μm之间。
8.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管芯片包括microled或miniled。
9.一种发光二极管背板，其特征在于，包括：
基板；
多个发光二极管芯片，设置在所述基板上，所述发光二极管芯片包括；
衬底；
外延层，位于所述衬底上，所述外延层包括第一半导体层，发光层和第二半导体层；
电流扩展层，位于所述第二半导体层上；
凹槽，位于所述衬底上，暴露出所述第一半导体层；
绝缘层，位于所述电流扩展层上，所述绝缘层包括一开口，所述开口位于所述凹槽的一侧，所述开口暴露出所述电流扩展层，所述开口的宽度大于所述凹槽的顶部的宽度；
第一电极，位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触；
第二电极，位于所述开口内，所述第二电极与所述电流扩展层接触；
其中，所述第一电极凸出于所述凹槽，且所述第一电极顶部的宽度大于所述凹槽顶部的宽度；
其中，所述凹槽的顶部的宽度大于所述凹槽的底部的宽度。
10.一种发光二极管显示面板，其特征在于，包括：
电路板；
多个发光二极管芯片，设置在所述电路板上，
显示单元，设置在所述发光二极管芯片的出光方向上，所述发光二极管芯片包括；
衬底；
外延层，位于所述衬底上，所述外延层包括第一半导体层，发光层和第二半导体层；
电流扩展层，位于所述第二半导体层上；
凹槽，位于所述衬底上，暴露出所述第一半导体层；
绝缘层，位于所述电流扩展层上，所述绝缘层包括一开口，所述开口位于所述凹槽的一侧，所述开口暴露出所述电流扩展层，所述开口的宽度大于所述凹槽的顶部的宽度；
第一电极，位于所述凹槽内，所述第一电极与所述第一半导体层接触；
第二电极，位于所述开口内，所述第二电极与所述电流扩展层接触；
其中，所述第一电极凸出于所述凹槽，且所述第一电极顶部的宽度大于所述凹槽顶部的宽度；
其中，所述凹槽的顶部的宽度大于所述凹槽的底部的宽度。
技术总结