[發(fā)明專利]一種芯片倒裝的發(fā)光二極管及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110140345.3
• 申請(qǐng)日: 2011-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN102800778A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王維昀;李永德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市福地電子材料有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/42
• 分類號(hào): H01L33/42;H01L33/48;H01L33/62;H01L33/00
• 代理公司: 東莞市華南專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44215
• 代理人: 張明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光器件技術(shù)，尤其涉及一種芯片倒裝的發(fā)光二極管及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著發(fā)光二極管（即LED）光效的不斷提高，在某些領(lǐng)域，如液晶背光、汽車照明光源等，已逐漸顯露出發(fā)光二極管代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)光器件的趨勢。在通用照明領(lǐng)域，大功率發(fā)光二極管也同樣具有取代傳統(tǒng)光源的巨大潛力。

一般發(fā)光二極管主要包括用于發(fā)光的芯片、用于封裝及散熱的支架（或散熱基板），芯片封裝固定于支架。其中，傳統(tǒng)發(fā)光二極管的芯片一般采用正裝結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參考圖1，在這種結(jié)構(gòu)中，n型半導(dǎo)體層101、有源層102、p型半導(dǎo)體層103依次沉積在襯底基板100上；然后采用半導(dǎo)體微加工工藝制造n接觸孔104、n電極105及p電極106。但是，這種正裝結(jié)構(gòu)的芯片，其存在的問題是：首先，通過支架封裝芯片時(shí)，需要打線實(shí)現(xiàn)n電極105、p電極106與支架的電連接，而打線往往會(huì)存在虛焊等問題，因此導(dǎo)致發(fā)光二極管的可靠性差；其次襯底基板100一般厚度較大且導(dǎo)熱性差，影響發(fā)光二極管整體的導(dǎo)熱性能；再者，由于p型半導(dǎo)體層103導(dǎo)電性能差，一般須在p型半導(dǎo)體層103表面引入電流擴(kuò)散層107，而電流擴(kuò)散層107會(huì)吸收部分光而降低發(fā)光二極管的光效。

為了解決芯片正裝的發(fā)光二極管的問題，有些廠家提出了芯片倒裝的發(fā)光二極管。芯片倒裝的發(fā)光二極管是將芯片倒轉(zhuǎn)封裝固定于倒裝基板，芯片倒裝的發(fā)光二極管無需在出光面制造電極及電流擴(kuò)散層，因此具有更高的出光效率。現(xiàn)有技術(shù)中的芯片倒裝的發(fā)光二極管，一般采用超聲波及熱壓裝置，使芯片上的金球與倒裝基板上的金球在界面摩擦產(chǎn)生足夠的熱，實(shí)現(xiàn)金的熔化連接，并在此過程中采用熱壓進(jìn)行輔助。但此方法需使用價(jià)格昂貴的金及昂貴復(fù)雜的超聲倒裝機(jī)臺(tái)，使發(fā)光二極管的生產(chǎn)成本增加，而且超聲摩擦及熱壓，都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，容易破壞芯片內(nèi)部的金屬層，使生產(chǎn)的不良率增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)的不良率較低的芯片倒裝的發(fā)光二極管及其制造方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)：一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，它包括有發(fā)光二極管芯片、倒裝基板，所述發(fā)光二極管芯片包括有襯底、n型半導(dǎo)體層、有源層、p型半導(dǎo)體層，所述n型半導(dǎo)體層覆蓋在所述襯底的底面，所述有源層覆蓋在所述n型半導(dǎo)體層的底面，所述p型半導(dǎo)體層覆蓋在所述有源層的底面，且所述n型半導(dǎo)體層設(shè)置有外露區(qū)域，所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域設(shè)置有與所述n型半導(dǎo)體層電連接的n極接觸層，所述p型半導(dǎo)體層表面設(shè)置有與所述p型半導(dǎo)體層電連接的p極接觸層；

所述倒裝基板包括有基底、n極電極線層、p極電極線層、與所述n極電極線層電連接的n極底電極層、與所述p極電極線層電連接的p極底電極層，所述n極電極線層、p極電極線層均覆蓋在所述基底的表面，所述n極底電極層、p極底電極層均覆蓋在所述基底的底面；

所述發(fā)光二極管芯片與所述倒裝基板之間設(shè)置有各向異性導(dǎo)電膠（Anisotropic?Conductive?Adhesive，ACA），所述發(fā)光二極管芯片通過所述各向異性導(dǎo)電膠倒裝固定于所述倒裝基板，其中，所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與所述倒裝基板的n極電極線層電連接，所述發(fā)光二極管芯片的p極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與所述倒裝基板的p極電極線層電連接。

所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層包括有n極透明層、n極金屬層，所述n極透明層覆蓋在所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域的底面，且所述n極透明層開設(shè)有第一接觸孔，所述n極金屬層覆蓋在所述n極透明層的底面，且所述n極金屬層通過所述第一接觸孔與所述n型半導(dǎo)體層電連接；所述發(fā)光二極管芯片的p極接觸層包括有p極透明層、p極金屬層，所述p極透明層覆蓋在所述p型半導(dǎo)體層的底面，且所述p極透明層開設(shè)有第二接觸孔，所述p極金屬層覆蓋在所述p極透明層的底面，且所述p極金屬層通過所述第二接觸孔與所述p型半導(dǎo)體層電連接。

所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層的底面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的底面、p極接觸層的側(cè)邊均覆蓋有鈍化層，所述n極接觸層的底面的鈍化層開設(shè)有n極窗口，所述p極接觸層的底面的鈍化層開設(shè)有p極窗口。

所述n極接觸層的底面的鈍化層的n極窗口處覆蓋有n極電極層，所述n極電極層與所述n極金屬層電連接；所述p極接觸層的底面的鈍化層的p極窗口處覆蓋有p極電極層，所述p極電極層與所述p極金屬層電連接。

所述各向異性導(dǎo)電膠的垂直電阻率小于100?mΩ·cm、平行電阻率大于10¹⁰?Ω·cm。