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。本實用新型實施例的覆晶式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]本實用新型涉及發(fā)光元件【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及ー種覆晶式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)界竭カ開展的技木。
[0004]通過在覆晶式LED芯片的正電極以及負電極所電性連接的基板的結(jié)構(gòu)上進行金球、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)容易在芯片封裝エ藝中，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，由于在芯片封裝エ藝中用于點導(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，或因ー個電極過小導(dǎo)致導(dǎo)電金屬溢出電極表面進而出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。這些都將影響LED的封裝良率。
實用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實用新型提供了一種覆晶式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，本實用新型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，在ー種可能的實現(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。在ー種可能的具體實現(xiàn)方式中，所述隔離層還位于所述覆晶式LED芯片的側(cè)面。在ー種可能的具體實現(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，在ー種可能的實現(xiàn)方式中，所述覆晶式LED芯片還包括:保護層，位于所述負電極的正面和/或所述正電極層的至少所述正電極的正面。在ー種可能的具體實現(xiàn)方式中，所述保護層為鈦、鎳、鉻、金材料中的ー種。以及，在ー種可能的具體實現(xiàn)方式中，所述保護層的厚度為50人?10000人。
[0009]對于上述覆晶式LED芯片，在ー種可能的實現(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，在ー種可能的實現(xiàn)方式中，所述正電極和所述負電極在水平方向上的寬度大于0.11mm。
[0011]本實用新型實施例的覆晶式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エ藝中因高溫等原因造成的正電極和負電極電性導(dǎo)通。此外，在本實用新型實施例的覆晶式LED芯片中，隔離區(qū)位于覆晶式LED芯片的中間，相當于正電極和負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，進ー步提高了產(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實用新型的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本實用新型的原理。
[0013]圖1為本實用新型實施例的覆晶式LED芯片的俯視圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例的一種結(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芯片的各エ藝過程中所形成結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0017]附圖標記說明:
[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:通孑し；60:隔尚層；61:隔尚區(qū)；62:通孑し；71:負電極層。
【具體實施方式】
[0019]以下將參考附圖詳細說明本實用新型的各種示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標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，為了更好的說明本實用新型，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，沒有這些具體細節(jié)，本實用新型同樣可以實施。在另外ー些實例中，對于大家熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細描述，以便于凸顯本實用新型的主_。
[0022]圖1為本實用新型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和負電極71，且在本實用新型實施例的覆晶式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]本實用新型實施例的覆晶式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エ藝中因高溫等原因造成的正電極和負電極電性導(dǎo)通。此外，在本實用新型實施例的覆晶式LED芯片中，隔離區(qū)位于覆晶式LED芯片的中間，相當于正電極和負電極分布在該覆晶式LED芯片正面的中軸線的兩側(cè)，正電極和負電極的大小不至于相差太多，封裝エ藝中的導(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，進ー步提聞了廣品的良率。
[0024]優(yōu)選地，在本實用新型實施例的覆晶式LED芯片中，隔離區(qū)61在水平方向上的寬度可為 0.1lmm ?0.5mm 范圍中的任意值，例如 0.18mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.48mm等，且正電極和負電極的大小基本上相同，例如正電極和負電極在水平方向上的寬度可為0.1lmm0
[0025]以下，通過ー種具體的覆晶式LED芯片的結(jié)構(gòu)來進一步說明本實用新型實施例的覆晶式LED芯片，本實用新型的覆晶式LED芯片的具體結(jié)構(gòu)不限于此。
[0026]圖2為本實用新型實施例的一種結(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、以及第ニ導(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n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n型氮化鎵層20的更靠近發(fā)光層30的一面稱之為正面，將n型氮化鎵層20的更靠近基板10的一面稱之為背面，并將n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n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n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，負電極71通過貫穿隔離層60、正電極層50、p型氮化鎵層40以及發(fā)光層30的通孔41、52、62與n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，以防止正電極和負電極材料的電性導(dǎo)通。[0030]此外，在本實用新型實施例的覆晶式LED芯片中，正電極層50以及負電極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層(未示出)，該保護層可由薄層金屬例如鈦、鎳、鉻、或金材料中的ー種或幾種的混合制成，其厚度為50人0000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具體為藍寶石基板。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層20的材料可以為n型氮化鎵系列材料，也可以為n型磷化鋁銦鎵系列材料(AlGaInP),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n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上加薄層金屬保護層(未示出)，在保護層和正電極層50上與通孔41對應(yīng)的位置刻蝕通孔52，并用ニ氧化硅或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.用ニ氧化硅或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，形成負電極71，并使負電極71材料進入通孔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.在負電極71上加薄層金屬保護層。
[0040]需要說明的是，在上述方法中，通孔41、通孔52以及通孔62可在同一道エ序中刻蝕形成，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，其特征在干，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: 保護層，位于所述負電極的正面和/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，所述保護層為鈦、鎳、鉻、金材料中的ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的覆晶式LED芯片，其特征在于，所述保護層的厚度為buA?10000 A。
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電極在所述水平方向上的寬度大于0.11mm。
【文檔編號】H01L33/62GK203456494SQ201320491283
【公開日】2014年2月26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