[發(fā)明專利]倒裝高壓LED芯片及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510022007.8
• 申請(qǐng)日: 2015-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN104779339B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冬雷;陳順利;莫慶偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連德豪光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/64
• 分類號(hào): H01L33/64;H01L33/36
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務(wù)所44291
• 代理人: 楊煥軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電芯片技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝高壓LED芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著LED(發(fā)光二極管)發(fā)光效率的不斷提高，LED已成為近年來最受重視的光源之一。隨著LED工藝的發(fā)展，直接采用高壓驅(qū)動(dòng)的LED已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。高壓LED的效率優(yōu)于一般傳統(tǒng)低壓LED，主要?dú)w因于小電流、多單元的設(shè)計(jì)能均勻的將電流擴(kuò)散開，而且高壓LED可以實(shí)現(xiàn)直接高壓驅(qū)動(dòng)，從而節(jié)省LED驅(qū)動(dòng)的成本。

現(xiàn)有的高壓LED芯片存在著功率增加、散熱難及可靠性降低的問題，針對(duì)這些問題，業(yè)界對(duì)高壓LED芯片的結(jié)構(gòu)出了進(jìn)一步的改進(jìn)。例如，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310465534.7的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種LED倒裝高壓芯片及其制作方法，其在芯片的第二絕緣層上覆蓋兩個(gè)大焊盤，通過AuSn或錫膏焊接把熱量從焊盤擴(kuò)散到基板。上述LED倒裝高壓芯片主要通過傳導(dǎo)散熱，但是其第二絕緣層采用有機(jī)硅膠制成且厚度大于6um，由于第二絕緣層較厚而且導(dǎo)熱系數(shù)較低，所以熱量依然難以導(dǎo)出，熱量聚集在芯片上會(huì)影響芯片可靠性，增加光衰和減少芯片壽命，LED高壓芯片的導(dǎo)熱及可靠性問題仍然沒有得到解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠改善散熱問題的倒裝高壓LED芯片及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

倒裝高壓LED芯片，包括襯底以及位于所述襯底表面上彼此相互獨(dú)立的M個(gè)芯片，M≥2，所述每個(gè)芯片包括依次生長于所述襯底表面上的N型氮化鎵層、發(fā)光層及P型氮化鎵層，所述N型氮化鎵層、發(fā)光層及P型氮化鎵層構(gòu)成芯片的外延層，所述每個(gè)芯片的P型氮化鎵層上形成有反射層；覆蓋所述每個(gè)芯片的外延層及反射層表面的第一絕緣層；與第一芯片的反射層電連接的P引線電極；與第M芯片的N型氮化鎵層電連接的N引線電極；依次將第i芯片的N型氮化鎵層和第i+1芯片的反射層進(jìn)行串聯(lián)電連接的PN引線連接電極，i＝1，…，M-1，每兩個(gè)相互串聯(lián)的芯片的PN引線連接電極彼此相互獨(dú)立，在所述P引線電極和/或N引線電極和/或PN引線連接電極上形成貫穿至所述第一絕緣層表面的環(huán)形的散熱凹槽；第二絕緣層，所述第二絕緣層覆蓋于P引線電極、PN引線連接電極和N引線電極的表面上及P引線電極、PN引線連接電極和N引線電極之間的第一絕緣層表面上，并填充滿所述散熱凹槽，所述第二絕緣層上形成貫穿至所述P引線電極和/或N引線電極和/或PN引線連接電極表面的散熱孔，所述散熱孔在水平面上的投影位于所述散熱凹槽內(nèi)；沉積于所述第二絕緣層上并與所述N引線電極連接的N焊盤；沉積于所述第二絕緣層上并與所述P引線電極連接的P焊盤；填充滿所述散熱孔的導(dǎo)熱柱，所述導(dǎo)熱柱與所述P焊盤及N焊盤相連。

本發(fā)明的倒裝高壓LED芯片的導(dǎo)熱柱的導(dǎo)熱系數(shù)不小于100W/(m·K)。

本發(fā)明的倒裝高壓LED芯片的N焊盤和P焊盤部分填充滿所述散熱孔形成導(dǎo)熱柱。

本發(fā)明的倒裝高壓LED芯片還包括：貫穿所述外延層、露出所述襯底表面的溝槽，所述溝槽將每個(gè)芯片相隔離；貫穿每個(gè)芯片的P型氮化鎵、發(fā)光層直到N型氮化鎵層表面的N電極孔；所述第一絕緣層填充所述溝槽和N電極孔，每個(gè)芯片的第一絕緣層上形成有與所述反射層表面相連的P型接觸孔和與所述N型氮化鎵層表面相連的N型接觸孔；所述P引線電極沉積在第一芯片表面的部分第一絕緣層上及P型接觸孔內(nèi)、通過第一芯片上的P型接觸孔與第一芯片的反射層電連接；所述N引線電極沉積在第M芯片表面的部分第一絕緣層上及N型接觸孔內(nèi)、通過第M芯片上的N型接觸孔與第M芯片的N型氮化鎵層電連接；所述PN引線連接電極沉積在相鄰芯片的部分第一絕緣層上及N型接觸孔、P型接觸孔內(nèi)；所述第二絕緣層上形成有與第M芯片上的N引線電極表面連接的N引線電極接觸孔以及與第一芯片上的P引線電極表面連接的P引線電極接觸孔；所述N焊盤沉積于所述第二絕緣層上和所述N引線電極接觸孔內(nèi)與所述N引線電極連接；所述P焊盤沉積于所述第二絕緣層上和所述P引線電極接觸孔內(nèi)與所述P引線電極連接。

本發(fā)明的倒裝高壓LED芯片的第一絕緣層沿芯片周邊側(cè)壁與襯底貼合。

本發(fā)明的倒裝高壓LED芯片的第二絕緣層沿芯片周邊側(cè)壁與第一絕緣層貼合，每個(gè)芯片依次被所述第一絕緣層和第二絕緣層完全包裹。

本發(fā)明的倒裝高壓LED芯片的N焊盤與P焊盤表面上覆蓋有錫膏層。

本發(fā)明的倒裝高壓LED芯片的錫膏層的厚度為50～100um。

一種倒裝高壓LED芯片的制備方法，包括以下步驟：