[實用新型]一種高可靠性的倒裝LED芯片及其LED器件

有效

• 申請號: 201420586968.2
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN204179102U
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 黃靚;吳金明;姜志榮;萬垂銘;曾照明;肖國偉
• 申請（專利權）人: 晶科電子（廣州）有限公司
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/12;H01L33/62
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 肖云

技術領域

本實用新型屬于LED技術領域，具體涉及一種高可靠性的倒裝LED芯片及其LED器件。

背景技術

倒裝LED芯片(FLIP?CHIP)是目前一種比較先進的大功率的芯片，該類芯片具有散熱好，集成度高，發光效率高等優點，同時是中下游白光芯片的主流結構，且下游工藝簡單，制作成本低，良率高。在進行封裝時，倒裝LED芯片直接通過表面凸點金屬層與基板相連接，不需要金線連接，因此也被稱為無金線封裝技術，具有耐大電流沖擊和長期工作可靠性高等優點。

傳統的倒裝LED芯片的制作工藝較為復雜，如圖1所示，包括以下步驟：(1)在襯底101上由下而上依次生成的第一半導體層102，有源層103，第二半導體層104；(2)沿第二半導體層104、有源層103的一端依次往下刻蝕到第一半導體層102中部形成臺階，使第一半導體層102部分裸露；(3)在第二半導體層104上表面中部制作接觸反射層105；(4)在接觸反射層105上表面以及第二半導體層104上表面兩端制作阻擋層106將接觸反射層105包覆；(5)在第一半導體層102的部分裸露表面以及阻擋層106的表面制作絕緣層107將步驟(2)中形成的臺階以及阻擋層部分包覆；(6)在第一半導體層102的裸露表面上制作第一電極108，在阻擋層106的上表面制作第二電極109，第一電極108可以分兩次制作以將其墊高至表面與第二電極109的表面處于同一平面，用于之后的倒裝焊接。

在此種結構中，工藝相對比較復雜，至少需要6步圖形工藝才能夠完成，同時由于需要控制芯片的電流分布以及散熱面積和發光面積的平衡，金屬凸點比較多并且分布也比較分散，對于后工序的焊接良率和電流分布都會影響較大。

為了解決上述部分的缺點，出現了貼片式的倒裝芯片(DA?FLIP?CHIP)的工藝，及通過圖形的再分布將凸點進行理想的分布，能夠直接進行兩大PAD的貼片，甚至可直接應用到了PCB基板領域，如圖2所示，包括以下步驟：(1)在襯底201上由下而上依次生成的第一半導體層202，有源層203，第二半導體層204；(2)沿第二半導體層204、有源層203的一端依次往下刻蝕到第一半導體層202中部形成臺階，使第一半導體層202部分裸露；(3)在第二半導體層204上表面中部制作接觸反射層205；(4)在接觸反射層205上表面以及第二半導體層204上表面兩端制作阻擋層206將接觸反射層205包覆；(5)在第一半導體層202的部分裸露表面以及阻擋層206的表面制作絕緣層207將步驟(2)中形成的臺階以及阻擋層全部包覆；(6)在絕緣層上開設安裝槽210，將阻擋層的上表面部分裸露；(7)在第一半導體層202的裸露表面沿著絕緣層制作第一電極208，在安裝槽210內制作第二電極109。與前一種工藝相比，在絕緣層制作之前的工藝一樣，在絕緣層分布上做了凸點圖形的再次分布，特別是第一電極和第二電極的圖形突破了下層半導體圖形的限制，第一電極跨越下層的圖形全部引至與第二電極的相平的表面，從而做到同樣的高度以及同樣的面積分布。

此種芯片的工藝同樣具有倒裝芯片比較主要的幾個問題：首先，工藝未有簡化；其次，倒裝芯片的反射層所用的金屬在使用狀態下易遷移，會導致后續的IR不良及可靠性異常，阻擋層就是阻擋所述金屬遷移的，以上的工藝會由于阻擋層在反射層臺階位置的覆蓋較差，導致無法完全阻擋金屬的遷移，且由于阻擋層本身屬性的問題，存在空洞率，金屬也會從上方空洞遷移；再次，由于絕緣層負責了凸點金屬再分布的絕緣問題，金屬會跨越半導體層臺階，絕緣層本身覆蓋性的問題會導致金屬短路，同樣嚴重影響了芯片的可靠性。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種高可靠性的倒裝LED芯片，使其反射層金屬以及裸露的半導體層被覆蓋和保護得更好，極大地提高了芯片在后續正常使用甚至是過載使用的可靠性。

為解決以上技術問題，本實用新型采用了以下技術方案：