一種半導(dǎo)體二極管芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于倒裝焊接的半導(dǎo)體二極管芯片。
技術(shù)背景
[0002]在半導(dǎo)體二極管領(lǐng)域，LED作為重要的光電子二極管，LED技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)照明技術(shù)和熒光技術(shù)進(jìn)入到照明領(lǐng)域，同時LED芯片也因其同時具備電子器件的特性，除了照明應(yīng)用，更開辟了許多全新的應(yīng)用領(lǐng)域。在對流明值得更高追求和對產(chǎn)業(yè)制造成本的不斷壓縮的過程中，發(fā)光二極管的倒裝應(yīng)用，已被普遍認(rèn)為是行業(yè)趨勢。倒裝發(fā)光二極管芯片是利于大電流來獲取更高的流明值，并用熱沉更接近半導(dǎo)體有源區(qū)的焊接方式來改善芯片的熱傳導(dǎo)，傳統(tǒng)的正裝結(jié)構(gòu)LED技術(shù)被慢慢淘汰，取而代之的是可靠性更好，流明密度更大的倒裝結(jié)構(gòu)的LED技術(shù)。
[0003]在倒裝二極管芯片焊接過程中因為電極面朝下，芯片與焊接點的對準(zhǔn)是需要更精準(zhǔn)的封裝設(shè)備投入。而且同平面、小間隔的正負(fù)電極排布，在焊接中也容易出現(xiàn)焊料互溢導(dǎo)致的芯片短路。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型目的在于制造一種用于倒裝焊接的半導(dǎo)體二極管芯片結(jié)構(gòu)，以利于芯片電極的識別和倒裝焊接；同時更好的解決二極管芯片散熱問題。
[0005]本實用新型的第一種技術(shù)方案是整個半導(dǎo)體二極管芯片為一組半導(dǎo)體單元構(gòu)成:包括依次設(shè)置在透明載體上的第二半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體發(fā)光層和第一半導(dǎo)體層；其特點是:第一導(dǎo)電層設(shè)置于第一半導(dǎo)體層上，第一導(dǎo)電層與第一半導(dǎo)體層歐姆接觸；第一絕緣層覆蓋由第二半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體發(fā)光層、第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電層組成的半導(dǎo)體層側(cè)壁，第一絕緣層還延伸覆蓋部分透明載體；在第一絕緣層外側(cè)設(shè)置第二導(dǎo)電層，并且，第二導(dǎo)電層與第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，第二導(dǎo)電層在半導(dǎo)體層側(cè)壁還延伸至裸露的透明載體上；在第二導(dǎo)電層外設(shè)置第二絕緣層；第二金屬焊盤與延伸至透明載體上的第二導(dǎo)電層歐姆接觸；第一金屬焊盤設(shè)置在第二絕緣層上，第一金屬焊盤覆蓋整個發(fā)光層，并經(jīng)過第二絕緣層和第一絕緣層的通孔與第一導(dǎo)電層歐姆接觸。
[0006]本實用新型的第二種技術(shù)方案是:由多組半導(dǎo)體單元組成為一個半導(dǎo)體二極管芯片。該半導(dǎo)體二極管芯片包括至少兩組半導(dǎo)體單元，各組半導(dǎo)體單元在各自的透明載體上依次設(shè)置第二半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體發(fā)光層和第一半導(dǎo)體層；其特點是:第一導(dǎo)電層設(shè)置于第一半導(dǎo)體層上，第一導(dǎo)電層與第一半導(dǎo)體層歐姆接觸；第一絕緣層覆蓋由第二半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體發(fā)光層、第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電層組成的半導(dǎo)體層的一側(cè)的側(cè)壁，第一絕緣層還延伸覆蓋部分透明載體；在第一絕緣層外側(cè)設(shè)置第二導(dǎo)電層，并且，第二導(dǎo)電層與第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，第二導(dǎo)電層的一端與本組的半導(dǎo)體的第一導(dǎo)電層歐姆接觸，第二導(dǎo)電層的另一端與相鄰的半導(dǎo)體的第二半導(dǎo)體層歐姆接觸，第二導(dǎo)電層還分別延伸至位于各組半導(dǎo)體單元側(cè)壁的裸露的透明載體上；在第二導(dǎo)電層外設(shè)置第二絕緣層，各組半導(dǎo)體單元的第二絕緣層覆蓋由第二半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體發(fā)光層、第一半導(dǎo)體層和第一導(dǎo)電層組成的半導(dǎo)體層的另一側(cè)的側(cè)壁；第二金屬焊盤與延伸至透明載體上的第二導(dǎo)電層歐姆接觸；第一金屬焊盤設(shè)置在第二絕緣層上，第一金屬焊盤覆蓋整個發(fā)光層，并經(jīng)過第二絕緣層和第一絕緣層的通孔與第一導(dǎo)電層歐姆接觸。
[0007]本實用新型的以上兩種技術(shù)方案都是通過第一金屬焊盤對半導(dǎo)體有源區(qū)的全覆蓋，更好地改善對半導(dǎo)體芯片熱傳導(dǎo)，不同平臺的第一和第二金屬焊盤設(shè)計也利于正負(fù)電極焊接時的不同處理來提高焊接的合格率。
[0008]第二種技術(shù)方案中相鄰的各半導(dǎo)體單元之間形成串聯(lián)電路。
[0009]以上兩種技術(shù)方案的優(yōu)選設(shè)計是:
[0010]所述第二半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體發(fā)光層和第一半導(dǎo)體層的總厚度大于5 μm。在保證二極管結(jié)構(gòu)完整性前提下，更厚的外延結(jié)構(gòu)在本實用新型中的優(yōu)勢和益處更明顯。
[0011]所述第一絕緣層厚度大于1 μπι。主要是低介電常數(shù)的介質(zhì)層組成，保證絕緣層的絕緣性和抗電擊穿性。
[0012]所述第二絕緣層的厚度大于2 μ m0保證絕緣層在應(yīng)用中的機(jī)械穩(wěn)定性及絕緣可靠性。
[0013]所述第一金屬焊盤和第二金屬焊盤的高度差大于8 μπι。第一金屬焊盤和第二金屬焊盤之間的高度差能提高焊接識別度，并對不同金屬焊盤使用差別化工藝條件。
[0014]所述第一金屬焊盤包括銅元素。含銅電極成本低可焊性好，常見金屬中導(dǎo)熱性僅次與銀。
[0015]所述第一金屬焊盤的厚度大于第二金屬焊盤71b的厚度。
[0016]所述第一金屬焊盤的厚度為5 μ m，第二金屬焊盤的厚度為2 μπι。更厚的第一金屬焊盤能更大程度增加第一金屬焊盤和第二金屬焊盤間的高度差，降低焊接時焊盤上焊料溢出對可靠性的影響。
[0017]所述第一金屬焊盤的表面積占半導(dǎo)體二極管芯片總表面積的80%以上，更大的金屬面利于芯片散熱。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型半導(dǎo)體層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型實施例一的剖面示意圖。
[0020]圖3為圖2的俯向示意圖。
[0021]圖4為本實用新型實施例二的剖面示意圖。
[0022]圖5圖4的俯向示意圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:是由單一的半導(dǎo)體單元組成為一個半導(dǎo)體二極管芯片的例子。
[0024]如圖1所示，在透明載體01上依次設(shè)置第二半導(dǎo)體層11、半導(dǎo)體發(fā)光層21和第一半導(dǎo)體層31，制成的半導(dǎo)體層總厚度大于5 μπι。
[0025]如圖2所示，第一導(dǎo)電層(含反射金屬元素的金屬層)41設(shè)置于第一半導(dǎo)體層31上，第二導(dǎo)電層61設(shè)置于第一導(dǎo)電層41上，第二導(dǎo)電層61還與第二半導(dǎo)體層11形成歐姆接觸，在第一導(dǎo)電層41和第二導(dǎo)電層61之間設(shè)置第一絕緣層51a，第一絕緣層51a厚度一般大于1 μπι。
[0026]第二導(dǎo)電層61的部分延伸至裸露的透明載體01上，延伸的部分或全部與第二金屬焊盤71b歐姆接觸。
[0027]第一金屬焊盤71a置于發(fā)光層最上方，在第一金屬焊盤71a與第二導(dǎo)電層61重疊的部分設(shè)置第二絕緣層51b，第二絕緣層51b的厚度一般厚度大于2 μπι。
[0028]第一金屬焊盤71a通過設(shè)置在第一絕緣層51a和第二絕緣層51b上的通孔與第一導(dǎo)電層41歐姆接觸。
[0029]第一金屬焊盤71a和第二金屬焊盤71b同為含金元素的焊盤，兩者高度差大于8 μπι ;進(jìn)一步的，第一金屬焊盤71a與第二金屬焊盤72b含有不同金屬元素，更優(yōu)化的是第一金屬焊盤71a是含銅的焊盤，厚度可以大于第二金屬焊盤71b，如第一金屬焊盤71a的厚度為5 μm，第二金屬焊盤的