[發明專利]發光二極管封裝結構

有效

• 申請號: 201110198226.3
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN102255034A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 楊華;盧鵬志;謝海忠;于飛;鄭懷文;薛斌;伊曉燕;王軍喜;王國宏;李晉閩
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/62
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別是指利用晶圓級原位封裝技術制備的發光二極管封裝結構。

背景技術

目前發光二極管的制備工藝一般分為材料外延、芯片工藝、芯片封裝三個主要的步驟。半導體器件封裝的基本功能就是將微小尺寸的芯片電極連接到尺寸相對較大的電極結構上，以方便實際使用。

發光二極管封裝工藝一般都要使用某種基板、管殼或者支架，將發光二極管芯片通過某種方式粘結在該基板、管殼或者支架上，然后通過金絲球焊工藝將芯片上部的電極連接到基板、管殼或者支架上的相應電極上以實現電連接，最后通過某種方式在該基板、管殼或者支架上使用透明封裝材料加以密封或者覆蓋，有時也將該透明材料形成某種宏觀形狀以提高光提取效率，也有使用相應的具有熒光功能的材料進行密封或者覆蓋，以實現專門的用途專利US2010267174A1、US2005151142A1、CN201081157Y、CN201074776Y、US2008089064A1、CN201074776Y、CN101222012A、CN101409266A、CN10137137B、CN101060116B、EP2270889A2中分別描述了各種封裝形式及其專門的用途。隨著技術的進步，外延與芯片工藝在發光二極管成本中所占的比例相對降低，而封裝步驟由于耗費材料和工藝步驟較多且技術含量較低，其成本難以降低。因此發光二極管封裝的集成化、小型化是一個發展的趨勢，目前已有一些發光二極管的晶圓級封裝方法被公布基本上都是利用某種其它類型的晶圓(如硅片、陶瓷片等)作為基板支撐發光二極管芯片，如采鈺科技的AlN基板上的發光二極管封裝形式。一些芯片尺度的發光二極管封裝(日月光半導體制造股份有限公司ZL200610108560.4，中國臺灣晶元光電股份有限公司US20100163907A1)也被公開，但是均仍需要多次轉移襯底或多個襯底，其材料成本和工藝成本仍然較高。目前絕大多數發光二極管均使用上述各種封裝結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種發光二極管封裝結構，其可整合發光二極管的芯片制備工藝和芯片封裝工藝，利用芯片本身的襯底作為封裝基板，簡化發光二極管的工藝路徑，降低全工藝成本，提供最小的發光二極管封裝體積，最少的全工藝步驟，降低器件封裝熱阻，實現對發光二極管電學和光學性能更好的控制，并具有簡單、成本低等優點。

本發明提供一種發光二極管封裝結構，包括：

一絕緣襯底，該絕緣襯底上面的兩側開有通孔，該通孔中填充有導電金屬；

一n型層，該n型層制作在絕緣襯底上，并覆蓋絕緣襯底的大部分面積，使絕緣襯底的一側形成一臺面，該臺面的另一側的n型層上與絕緣襯底的通孔配合開有一孔，該孔中填充有導電金屬；

一有源層，該有源層制作在n型層上，該有源層的面積小于n型層的面積，而位于n型層的一側；

一p型層，該p型層制作在有源層上；

一隔離層，該隔離層位于前述n型層、有源層和p型層的一側并覆蓋部分p型層的上表面；

一p電極，該p電極覆蓋隔離層，并覆蓋部分p型層的上表面，該p電極與絕緣襯底上的通孔中的導電金屬連接；

一n電極，該n電極制作在n型層上面的一側，與絕緣襯底上的通孔中的導電金屬連接；

一第一背電極，該第一背電極制作在絕緣襯底的背面的一側，該第一背電極通過絕緣襯底上的通孔中的導電金屬與p電極連接；

一第二背電極，該第二背電極制作在絕緣襯底的背面的另一側，該第二背電極通過絕緣襯底上的通孔中的導電金屬與n電極連接；前述各部分形成器件的基底；

一光學元件，該光學元件封裝于基底上，完成器件的制作。

其中絕緣襯底的材料為藍寶石或碳化硅或氮化鋁。

其中n型層的材料為n型氮化鎵。

其中有源層的材料為氮化鎵材料制作的量子阱結構。

其中p型層的材料為p型氮化鎵。

其中隔離層的材料為氧化硅或氮化硅。

其中p電極、n電極、第一背電極和第二背電極為導電金屬。

其中光學元件為樹脂、硅膠或玻璃，或及其組合。

附圖說明

為了說明本發明的具體內容，以下結合具體實施例及附圖詳細說明如后，其中：

圖1是本發明中發光二極管原位封裝結構剖面圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明提供一種發光二極管封裝結構，包括：