[發(fā)明專利]用于表面貼裝技術(shù)的發(fā)光二極管模塊及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380035713.5
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN104471728B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡鐘炫;張鐘敏;盧元英;徐大雄;姜珉佑;李俊燮;金賢兒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首爾偉傲世有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/46
• 分類號(hào): H01L33/46;H01L33/44;H01L33/62
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11286
• 代理人: 劉燦強(qiáng),韓明花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)，且更特別地，涉及一種用于表面貼裝技術(shù)的LED模塊和其制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)是一種包括n型半導(dǎo)體層、p型半導(dǎo)體層、和設(shè)置于n型和p型半導(dǎo)體層之間的有源層的裝置。當(dāng)正向電場(chǎng)施加到n型和p型半導(dǎo)體層時(shí)，電子和空穴會(huì)注入有源層并且在有源層內(nèi)復(fù)合以發(fā)光。

美國專利No.2011-0127568中公開了包括多個(gè)LED的LED模塊。該LED模塊為表面貼裝式，其中p型和n型焊盤形成于LED的頂面上。然而，因?yàn)閜型焊盤電連接到p-GaN的暴露在絕緣層外的整個(gè)表面，會(huì)發(fā)生電流集聚。

另外，LED可以包括依據(jù)芯片類型的反射層。即是，倒裝芯片的類型的特征是穿過襯底的發(fā)射光。因此，在半導(dǎo)體層在襯底上形成后，由金屬制成的反射層被引入設(shè)置在半導(dǎo)體層或電流擴(kuò)展層上，且光被反射層反射。同樣，阻擋層設(shè)置在反射層上。阻擋層被提供用于阻擋形成反射層的金屬的擴(kuò)散。

圖1是傳統(tǒng)LED的圖，反射層和阻擋層被設(shè)置于其中。

反射層20設(shè)置在p型半導(dǎo)體層10上。反射層20的制備通過使用電子束蒸發(fā)過程實(shí)施。因此，反射層20的形狀可以通過一個(gè)角度確定，金屬離子或原子在此角度上通過電子束指向性進(jìn)入。特別地，反射層20的側(cè)面部分相對(duì)于p型半導(dǎo)體層10不具有基本垂直的側(cè)面，且以預(yù)定角度相對(duì)于p型半導(dǎo)體層10形成。特別地，當(dāng)反射層20由銀(Ag)制成，反射層20由于其特別的擴(kuò)散系數(shù)很難具有垂直側(cè)面。因此，通常通過控制襯底的角度來獲得接近垂直的側(cè)面，該角度與金屬離子或原子從靶開始行進(jìn)的方向有關(guān)。

同樣，阻擋層30被設(shè)置在反射層20上。在圖1中，阻擋層30具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中兩種金屬層交替設(shè)置。阻擋層30用來阻擋形成反射層20的金屬原子的擴(kuò)散。例如，阻擋層30通過交替堆疊Ti層和TiW層來制備。可變換地，阻擋層30可以通過重復(fù)制備單一類型的金屬層來制得，而不是兩種類型的金屬層。

然而，由于不同原因，阻擋層30的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生自發(fā)破壞或破裂，例如在制備阻擋層30的過程中，形成阻擋層30堆疊的金屬的擴(kuò)散系數(shù)或熱膨脹系數(shù)。這個(gè)問題在下面的反射層20變成接近垂直的側(cè)面時(shí)變得更為嚴(yán)重。

在圖1中，鈦(Ti)被用于第一阻擋層31，其設(shè)置在由Ag制成的反射層20上，且鈦鎢(TiW)被用于第二阻擋層32。通過p型半導(dǎo)體層10的表面和反射層20的側(cè)面形成一個(gè)角，其超過大約45°。阻擋層30沉積在具有高斜角的側(cè)面上。沉積過程通常通過濺射過程實(shí)施。

第一阻擋層31和第二阻擋層32沿著傾斜的側(cè)面交替堆疊。然而，當(dāng)?shù)谝缓偷诙钃鯇?1和32的堆疊次數(shù)增加時(shí)，阻擋層30的厚度增加，阻擋層30在反射層20的傾斜側(cè)表面內(nèi)破裂。在兩種不同金屬交替堆疊形成的結(jié)構(gòu)中，破裂的發(fā)生變得嚴(yán)重，且當(dāng)反射層20的側(cè)面的傾斜角增加時(shí)更加惡化。在圖1中，由于以上描述的現(xiàn)象形成了破裂部分40。

圖2是圖1的破裂部分的截面圖。

參考圖2，當(dāng)在反射層20的側(cè)面上交替形成的第一阻擋層31和第二阻擋層32的數(shù)量增加時(shí)，形成與反射層20側(cè)面上的第一和第二阻擋層31和32的厚度減少，在反射層20的側(cè)面上的第一和第二阻擋層31和32的沉積被省略。由此，以相同材料制成的阻擋層30的部分是不連續(xù)的。因此，阻擋層30發(fā)生了破裂。阻擋層30的破裂引起制成反射層20的金屬原子的擴(kuò)散。相應(yīng)地，由于異質(zhì)金屬的提供，隨后的電極的電特性發(fā)生了退化。

如圖1和圖2顯示的破裂部分的形成原因可以通過不同的方法分析。

例如，在反射層20的頂面附近的阻擋層30可以形成為相對(duì)大的厚度，同時(shí)在反射層20的側(cè)面上的阻擋層30可以形成為小的厚度。當(dāng)該現(xiàn)象惡化時(shí)，在第一阻擋層31或第二阻擋層32內(nèi)形成不連續(xù)部分。

另外，破裂會(huì)出現(xiàn)在特定的阻擋層，由于在兩種金屬材料的沉積過程中兩種金屬材料的熱膨脹系數(shù)的不同造成。第一阻擋層31或第二阻擋層32的破裂在接下來的沉積過程中不會(huì)消除，且在沉積過程中，破裂的發(fā)生繼續(xù)惡化。這可以從圖1中看出，破裂或不連續(xù)向著破裂部分40的上面部分繼續(xù)惡化。

阻擋層的破裂，其被預(yù)測(cè)為由于不同原因造成，對(duì)LED的特性產(chǎn)生不良影響。例如，金屬原子會(huì)從反射層擴(kuò)散，通過此造成電特性的退化。同樣，因?yàn)長ED具有多層堆疊結(jié)構(gòu)，阻擋層的破裂的惡化與LED使用的環(huán)境有關(guān)。阻擋層的破裂對(duì)LED的可靠性造成毀滅性的影響。