覆晶式led芯片的制作方法
【專利摘要】一種覆晶式LED芯片，包括：基板以及沿水平方向依次設(shè)置在基板的正面上的正電極、負(fù)電極、和隔離區(qū)，其中水平方向為與基板的正面平行的方向，隔離區(qū)在基板的正面上的垂直投影位于正電極和負(fù)電極在基板的正面上的垂直投影之間，隔離區(qū)在水平方向上的中心線與覆晶式LED芯片在水平方向上的中軸線重疊，且隔離區(qū)在水平方向上的寬度不超過覆晶式LED芯片在水平方向上的寬度的三分之一。本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片的隔離區(qū)具有較適宜的寬度，在實現(xiàn)正電極和負(fù)電極的隔離的同時，不僅能夠獲得較高的發(fā)光效果，還能夠有效避免在芯片封裝工藝中因高溫等原因造成的正電極和負(fù)電極電性導(dǎo)通。
【專利說明】覆晶式LED芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光元件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種覆晶式LED芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)照明技術(shù)的日益發(fā)展，LED在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用也越來越廣泛。
[0003]采用覆晶(Flip Chip)方式進(jìn)行封裝的LED (以下稱覆晶式LED)的固晶方式簡略，擁有更高的信賴度，使得量產(chǎn)可行性大幅晉升，且兼具縮短高溫烘烤的制程時間、高良率、導(dǎo)熱效果佳、高出光量等優(yōu)勢，遂成為業(yè)界竭力開展的技術(shù)。
[0004]通過在覆晶式LED芯片的正電極以及負(fù)電極所電性連接的基板的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行金球、錫球、或共晶焊接來焊接覆晶式LED芯片，以實現(xiàn)覆晶式LED芯片的封裝。覆晶式LED芯片的正電極和負(fù)電極之間形成有隔離區(qū)，以防止兩電極短路。為了獲得最大的發(fā)光效果，現(xiàn)有的覆晶式LED芯片的隔離區(qū)通常做的較窄，并且隔離區(qū)隨著正電極和負(fù)電極大小的不同而偏左或偏右設(shè)置。但是，較窄的隔離區(qū)容易在芯片封裝工藝中，因高溫等原因?qū)е聝呻姌O跨過隔離區(qū)電性導(dǎo)通從而造成短路。此外，由于在芯片封裝工藝中用于點導(dǎo)電金屬(例如銀膠或錫膏)的點針的位置是固定的，通常以該覆晶式LED芯片正面的中軸線為軸對稱分布，這將使得導(dǎo)電金屬會出現(xiàn)點在同一個電極上、或同時點在兩個電極上的現(xiàn)象，或因一個電極過小導(dǎo)致導(dǎo)電金屬溢出電極表面進(jìn)而出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。這些都將影響LED的封裝良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種覆晶式LED芯片，其具有合適的隔離區(qū)。
[0006]為了解決上述問題，第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種覆晶式LED芯片，包括:基板以及沿水平方向依次設(shè)置在所述基板的正面上的正電極、負(fù)電極、以及隔離區(qū)，其中所述水平方向為與所述基板的正面平行的方向，所述隔離區(qū)在所述基板的正面上的垂直投影位于所述正電極和負(fù)電極在所述基板的正面上的垂直投影之間，所述隔離區(qū)在所述水平方向上的中心線與所述覆晶式LED芯片在所述水平方向上的中軸線重疊，且所述隔離區(qū)在所述水平方向上的寬度不超過所述覆晶式LED芯片在所述水平方向的寬度的三分之一。
[0007]對于上述覆晶式LED芯片，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述覆晶式LED芯片還包括:第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，位于所述基板的正面；發(fā)光層，位于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的正面；第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，位于所述發(fā)光層的正面；正電極層，位于所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的正面；以及隔離層，至少位于所述正電極層的正面，且裸露出部分所述正電極層，所述正電極層裸露出的部分為所述正電極；其中，所述負(fù)電極位于所述隔離層的正面，且裸露出部分所述隔離層，所述隔離層裸露出的部分為所述隔離區(qū)，所述負(fù)電極通過貫穿所述隔離層、正電極層、第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層以及發(fā)光層的通孔與所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層電性接觸。在一種可能的具體實現(xiàn)方式中，所述隔離層還位于所述覆晶式LED芯片的側(cè)面。在一種可能的具體實現(xiàn)方式中，所述隔離層為SiO2或DBR或光子晶體結(jié)構(gòu)或SiNx或A1N。[0008]對于上述覆晶式LED芯片，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述覆晶式LED芯片還包括:保護(hù)層，位于所述負(fù)電極的正面和/或所述正電極層的至少所述正電極的正面。在一種可能的具體實現(xiàn)方式中，所述保護(hù)層為鈦、鎳、鉻、金材料中的一種或幾種的混合制成。以
及，在一種可能的具體實現(xiàn)方式中，所述保護(hù)層的厚度為50人?10000人。
[0009]對于上述覆晶式LED芯片，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述隔離區(qū)在水平方向的寬度為0.11mm?0.5mm。
[0010]對于上述覆晶式LED芯片，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述正電極和所述負(fù)電極在水平方向上的寬度大于0.11mm。
[0011]本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片的隔離區(qū)具有較適宜的寬度，在實現(xiàn)正電極和負(fù)電極的隔離的同時，不僅能夠獲得較高的發(fā)光效果，還能夠有效避免在芯片封裝工藝中因高溫等原因造成的正電極和負(fù)電極電性導(dǎo)通。此外，在本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片中，隔離區(qū)位于覆晶式LED芯片的中間，相當(dāng)于正電極和負(fù)電極分布在該覆晶式LED芯片的中軸線的兩側(cè)，正電極和負(fù)電極的大小不至于相差太多，導(dǎo)電金屬會恰好點落至兩個電極上且大小適中，從而防止了出現(xiàn)導(dǎo)電金屬溢出的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的良率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]包含在說明書中并且構(gòu)成說明書的一部分的說明書附圖與說明書一起示出了本發(fā)明的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。
[0013]圖1為本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片的俯視圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例的一種結(jié)構(gòu)的覆晶式LED芯片的剖視圖；
[0015]圖3為圖2所示的覆晶式LED芯片的制備方法流程圖；
[0016]圖4 (a)_圖4 (e)分別為制備圖2所不的覆晶式LED芯片的各工藝過程中所形成結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:
[0018]10:基板；20:n型氣化嫁層；30:發(fā)光層；40:p型氣化嫁層；41:通孔；50:正電極層；51:正電極；52:通孔；60:隔尚層；61:隔尚區(qū)；62:通孔；71:負(fù)電極層。
【具體實施方式】
[0019]以下將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的各種示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0020]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。
[0021]另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實施。在另外一些實例中，對于大家熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0022]圖1為本發(fā)明實施例的一種覆晶式LED芯片的俯視圖，該覆晶式LED芯片包括基板10以及沿水平方向依次設(shè)置在基板10的正面上的正電極51、負(fù)電極71、和隔離區(qū)61。其中，該水平方向為圖1中虛線箭頭所示的與基板10的正面平行的方向，該隔離區(qū)61在基板10的正面上的垂直投影位于正電極51和負(fù)電極71在基板10的正面上的垂直投影之間，用于隔離正電極51和負(fù)電極71，且在本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片中，該隔離區(qū)61在水平方向上的中心線與該覆晶式LED芯片在水平方向上的中軸線A在同一條線上，隔離區(qū)61在水平方向上的寬度L2不超過覆晶式LED芯片在水平方向上的寬度LI的三分之一。
[0023]本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片的隔離區(qū)61具有較適宜的寬度，在實現(xiàn)正電極和負(fù)電極的隔離的同時，不僅能夠獲得較高的發(fā)光效果，還能夠有效避免在芯片封裝工藝中因高溫等原因造成的正電極和負(fù)電極電性導(dǎo)通。此外，在本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片中，隔離區(qū)位于覆晶式LED芯片的中間，相當(dāng)于正電極和負(fù)電極分布在該覆晶式LED芯片正面的中軸線的兩側(cè)，正電極和負(fù)電極的大小不至于相差太多，封裝工藝中的導(dǎo)電金屬會恰好點至兩個電極上且大小適中，從而防止了出現(xiàn)導(dǎo)電金屬溢出的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的良率。
[0024]優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片中，隔離區(qū)61在水平方向上的寬度可為0.11mm?0.5mm范圍中的任意值，例如0.18mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.48mm等，且正電極和負(fù)電極的大小基本上相同，例如正電極和負(fù)電極在水平方向上的寬度可為0.11mm。
[0025]以下，通過一種具體的覆晶式LED芯片的結(jié)構(gòu)來進(jìn)一步說明本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片，本發(fā)明的覆晶式LED芯片的具體結(jié)構(gòu)不限于此。
[0026]圖2為本發(fā)明實施例的一種結(jié)構(gòu)的覆晶式LED芯片的立體剖視圖，該覆晶式LED芯片包括:基板10,依次形成于基板10的正面上的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20、發(fā)光層30、以及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層40，還包括正電極層50、隔離層60、以及負(fù)電極71。
[0027]該覆晶式LED芯片的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20可采用η型氮化鎵制作，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層40可采用P型氮化鎵層制作。且在該覆晶式LED芯片中，將P型氮化鎵層40的遠(yuǎn)離發(fā)光層30的一面稱之為正面，將P型氮化鎵層40的更靠近發(fā)光層30的一面稱之為背面，并將P型氮化鎵層40的剩下四個面均稱之為側(cè)面。將η型氮化鎵層20的更靠近發(fā)光層30的一面稱之為正面，將η型氮化鎵層20的更靠近基板10的一面稱之為背面，并將η型氮化鎵層20的剩下四個面均稱之為側(cè)面。將發(fā)光層30的更靠近P型氮化鎵層40的一面稱之為正面，將發(fā)光層30的更靠近η型氮化鎵層20的一面稱之為背面，將發(fā)光層30的剩下的面均稱之為側(cè)面。
[0028]正電極層50位于η型氮化鎵層20的正面，隔離層60位于至少正電極層50的正面，且裸露出部分正電極層50,該正電極層60裸露出的部分為圖1中所不的正電極51。負(fù)電極71位于隔離層60的正面，且裸露出部分隔離層60，隔離層60裸露出的部分為圖1中所示的隔離區(qū)61，負(fù)電極71通過貫穿隔離層60、正電極層50、ρ型氮化鎵層40以及發(fā)光層30的通孔41、52、62與η型氮化鎵層20電性接觸。
[0029]該隔離層60可為SiO2或分布式布拉格反射鏡DBR或光子晶體結(jié)構(gòu)或SiNx (氮化硅)或AlN (氮化鋁)，且該隔離層60還可以位于覆晶式LED芯片的側(cè)面，且在各層所刻蝕的通孔，尤其是正電極層50的通孔的孔壁上形成有類似的隔離層材料，以防止正電極和負(fù)電極材料的電性導(dǎo)通。
[0030]此外，在本發(fā)明實施例的覆晶式LED芯片中，正電極層50以及負(fù)電極71可由ITO(納米銦錫金屬氧化物)及鋁材料制成，且為了防止電極氧化，在負(fù)電極71和/或正電極層50的至少正電極51的正面上還可形成有保護(hù)層(未示出)，該保護(hù)層可由薄層金屬例如鈦、鎳、鉻、或金材料中的一種或幾種的混合制成，其厚度為50人-10000人時可被錫膏或銀
膠焊接使用。
[0031]圖3為圖2所示的覆晶式LED芯片的制備方法的流程圖，結(jié)合圖4 Ca)-圖4 Ce)所示，該方法包括:
[0032]S1.在基板10上依次形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20、發(fā)光層30以及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層40，形成如圖4 (a)所示的結(jié)構(gòu)。
[0033]本實施例中，基板10具體為藍(lán)寶石基板。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20的材料可以為η型氮化鎵系列材料，也可以為η型磷化鋁銦鎵系列材料(AlGalnP)，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20的材料可以為P型氮化鎵系列材料，也可以為P型磷化鋁銦鎵系列材料，發(fā)光層30的材料可以為氮化鋁銦鎵系列材料，也可以為磷化鋁銦鎵系列材料。優(yōu)選地，本申請各實施例中的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層40分別采用η型氮化鎵和P型氮化鎵制作。
[0034]S2.在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層40及發(fā)光層30上刻蝕形成將供負(fù)電極連接至第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20的多個通孔41，并在刻蝕了通孔41的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層40的正面上進(jìn)行鍍ITO后再加鋁的制程，形成正電極層50，如圖4 (b)所示。
[0035]S3.在步驟S2形成的正電極層50上加薄層金屬保護(hù)層(未示出)，在保護(hù)層和正電極層50上與通孔41對應(yīng)的位置刻蝕通孔52，并用二氧化硅或DBR或光子晶體結(jié)構(gòu)薄膜鍍于通孔52的孔壁內(nèi)表面,如圖4 (c)所示。
[0036]S4.用二氧化硅或DBR或光子晶體結(jié)構(gòu)或SiNx (氮化硅)或AlN (氮化鋁)覆蓋在完成步驟S3的正電極層50和保護(hù)層上，形成隔離層60，使所覆蓋的隔離層60的面積裸露出將要形成的正電極，并使將要裸露出的隔離區(qū)的中心線與該結(jié)構(gòu)正面的中軸線位于同一條直線上，如圖4 (d)所示。
[0037]S5.在步驟S4中形成的隔離層60上對應(yīng)通孔41處刻蝕同樣的通孔62，如圖4(e)所示。
[0038]S6.在完成步驟S5的隔離層60上進(jìn)行鍍ITO后再加鋁或銀等具有高反射率的金屬的制程，形成負(fù)電極71，并使負(fù)電極71材料進(jìn)入通孔62、通孔52以及通孔41后與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20電性導(dǎo)通，且使負(fù)電極71形成后恰好裸露出隔離區(qū)61，從而形成如圖2所示的結(jié)構(gòu)。
[0039]S7.在負(fù)電極71上加薄層金屬保護(hù)層。
[0040]需要說明的是，在上述方法中，通孔41、通孔52以及通孔62可在同一道工序中刻蝕形成，例如，在隔離層60形成之后，以簡化工藝步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種覆晶式LED芯片，其特征在于，包括: 基板；以及 沿水平方向依次設(shè)置在所述基板的正面上的正電極、負(fù)電極、和隔離區(qū)， 其中，所述水平方向為與所述基板的正面平行的方向， 所述隔離區(qū)在所述基板的正面上的垂直投影位于所述正電極和負(fù)電極在所述基板的正面上的垂直投影之間， 所述隔離區(qū)在所述水平方向上的中心線與所述覆晶式LED芯片在所述水平方向上的中軸線重疊,且 所述隔離區(qū)在所述水平方向上的寬度不超過所述覆晶式LED芯片在所述水平方向上的寬度的三分之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，還包括: 第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，位于所述基板的正面； 發(fā)光層，位于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的正面； 第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，位于所述發(fā)光層的正面； 正電極層，位于 所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的正面；以及 隔離層，至少位于所述正電極層的正面，且裸露出部分所述正電極層， 其中，所述正電極層裸露出的部分為所述正電極； 所述負(fù)電極位于所述隔離層的正面，且裸露出部分所述隔離層，所述隔離層裸露出的部分為所述隔離區(qū)， 所述負(fù)電極通過貫穿所述隔離層、正電極層、第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層以及發(fā)光層的通孔與所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層電性接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，所述隔離層還位于所述覆晶式LED芯片的側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，所述隔離層為SiO2或DBR或光子晶體結(jié)構(gòu)或SiNx或A1N。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，還包括: 保護(hù)層，位于所述負(fù)電極的正面和/或所述正電極層的至少所述正電極的正面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，所述保護(hù)層為鈦、鎳、鉻、金材料中的一種或幾種的混合制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，所述保護(hù)層的厚度為50A ~10000A,
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，所述隔離區(qū)在所述水平方向上的寬度為0.1lmm~0.5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，所述正電極和所述負(fù)電極在所述水平方向上的寬度大于0.11mm。
【文檔編號】H01L33/62GK103904184SQ201310350075
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】吳裕朝, 吳冠偉, 劉艷 申請人:東莞市正光光電科技有限公司