高壓led芯片及其制備方法
【專利摘要】高壓LED芯片及其制備方法，所述高壓LED芯片包括襯底以及位于襯底表面上彼此相互絕緣獨(dú)立的M個(gè)芯片，形成于每個(gè)芯片的P型氮化鎵層上的反射層；覆蓋所述每個(gè)芯片的外延層及反射層表面的絕緣層；P引線電極，N引線電極及PN引線連接電極；平坦化層覆蓋于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引線電極之間的絕緣層表面上，所述平坦化層上設(shè)置和所述N引線電極接觸孔內(nèi)的與所述N引線電極連接的N焊盤(pán)及和所述P引線電極接觸孔內(nèi)的與所述P引線電極連接的P焊盤(pán)。
【專利說(shuō)明】高壓LED芯片及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電芯片【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高壓LED芯片及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]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(lái)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(kāi)，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。
[0003]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(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)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?01410123492.3的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種高壓LED芯片及其制作方法，該LED芯片包括多個(gè)LED芯片單元，各個(gè)LED芯片單元之間設(shè)置切割溝槽相隔離，每個(gè)LED芯片單元包括一個(gè)獨(dú)立的LED芯片器件，該LED芯片器件包括依次設(shè)置的藍(lán)寶石襯底、n-GaN層、多層量子阱層、p-GaN層，n-GaN層上形成有η型電極，ρ-GaN層上形成有p型電極，外延片的頂部覆蓋有絕緣熒光層，絕緣熒光層填充于切割溝槽內(nèi)、僅將用于與外部電連接的η型電極與p型電極露出。但其還是采用傳統(tǒng)的金屬凸點(diǎn)導(dǎo)熱，LED高壓芯片的導(dǎo)熱及可靠性問(wèn)題仍然沒(méi)有得以解決。
[0004]對(duì)于高壓LED芯片來(lái)說(shuō)，要解決散熱問(wèn)題，就必須加大芯片散熱面積，這只能通過(guò)芯片上的設(shè)計(jì)來(lái)形成兩個(gè)大焊盤(pán)，然后通過(guò)錫膏焊接把熱量從焊盤(pán)擴(kuò)散到基板。由于高壓芯片是由多個(gè)芯片組成，要形成兩個(gè)大焊盤(pán)需要新方法。另外芯片之間由于相互在外延層被隔開(kāi)，芯片之間有大于7um的臺(tái)階，使得芯片表面不處于同等水平線，這會(huì)對(duì)回流焊工藝造成影響。同時(shí)，LED芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)使LED芯片溫度升高，由于固定高壓LED芯片的導(dǎo)熱基板一般采用FR4線路板、鋁基或者銅基PCB，高壓LED芯片與導(dǎo)熱基板的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力，可能會(huì)導(dǎo)致LED芯片開(kāi)裂或者金屬凸點(diǎn)剝離，影響高壓LED芯片的發(fā)光效率及其工作可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有自身吸收內(nèi)部廣生的熱應(yīng)力、提聞廣品可罪性的聞壓LED芯片及其制備方法。
[0006]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:
[0007]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Μ個(gè)芯片，Μ ^ 2，所述每個(gè)芯片包括依次生長(zhǎng)于所述襯底表面上的Ν型氮化鎵層、發(fā)光層及Ρ型氮化鎵層，所述Ν型氮化鎵層、發(fā)光層及Ρ型氮化鎵層構(gòu)成芯片的外延層，所述每個(gè)芯片的Ρ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絕緣層，所述絕緣層沿芯片周邊側(cè)壁與襯底貼合；與第一芯片的反射層電連接的Ρ引線電極；與第Μ芯片的Ν型氮化鎵層電連接的Ν引線電極；依次將第i芯片的N型氮化鎵層和第i+Ι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?jī)蓚€(gè)相互串聯(lián)的芯片的PN引線連接電極彼此相互獨(dú)立；平坦化層，所述平坦化層為有機(jī)硅膠層，平坦化層覆蓋于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引線電極之間的絕緣層表面上；沉積于所述平坦化層上并與所述N引線電極連接的N焊盤(pán)；沉積于所述平坦化層上并與所述P引線電極連接的P焊盤(pán)。
[0008]本發(fā)明的高壓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；所述絕緣層填充所述溝槽和N電極孔，每個(gè)芯片的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絕緣層上及P型接觸孔內(nèi)、通過(guò)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Μ芯片表面的部分絕緣層上及Ν型接觸孔內(nèi)、通過(guò)第Μ芯片上的Ν型接觸孔與第Μ芯片的Ν型氮化鎵層電連接；所述ΡΝ引線連接電極沉積在相鄰芯片的部分絕緣層上及Ν型接觸孔、Ρ型接觸孔內(nèi)；所述平坦化層上形成有與第Μ芯片上的Ν引線電極表面連接的Ν引線電極接觸孔以及與第一芯片上的Ρ引線電極表面連接的Ρ引線電極接觸孔；所述Ν焊盤(pán)沉積于所述平坦化層上和所述Ν引線電極接觸孔內(nèi)與所述Ν引線電極連接；所述Ρ焊盤(pán)沉積于所述平坦化層上和所述Ρ引線電極接觸孔內(nèi)與所述Ρ引線電極連接。
[0009]本發(fā)明的絕緣層為氮化鋁或二氧化硅或氮化硅或三氧化二鋁或布拉格反射層或有機(jī)娃膠層。
[0010]本發(fā)明的平坦化層為粘度大于400mPa.s、厚度大于6um的有機(jī)娃膠層。
[0011]本發(fā)明的N焊盤(pán)與P焊盤(pán)表面上覆蓋有錫膏層。
[0012]本發(fā)明的錫膏層的厚度為50?lOOum。
[0013]本發(fā)明的錫膏層由Sn、Ag、Cu組成，其中Sn的質(zhì)量百分比為96.5，Ag的質(zhì)量百分比為3.0,余量為Cu。
[0014]本發(fā)明的N焊盤(pán)與P焊盤(pán)表面上覆蓋有共晶焊層。
[0015]本發(fā)明的共晶焊層的厚度為4?20um。
[0016]本發(fā)明的平坦化層沿芯片周邊側(cè)壁與絕緣層貼合，每個(gè)芯片依次被所述絕緣層和平坦化層完全包裹。
[0017]本發(fā)明的N焊盤(pán)與P焊盤(pán)對(duì)稱分布，所述P焊盤(pán)和N焊盤(pán)厚度為lum?2um，P焊盤(pán)和N焊盤(pán)之間間隔彡150um。
[0018]本發(fā)明的P焊盤(pán)和N焊盤(pán)由鋁、鎳、鈦、鉬金、金層疊形成。
[0019]高壓LED芯片的制備方法，包括以下步驟:
[0020]步驟一、提供襯底，在所述襯底表面上生長(zhǎng)N型氮化鎵層，在N型氮化鎵層上生長(zhǎng)發(fā)光層，在發(fā)光層上生長(zhǎng)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)成每個(gè)芯片的外延層；
[0021]步驟二、在P型氮化鎵層上覆蓋反射層；
[0022]步驟三、在外延層上形成溝槽，溝槽的深度至襯底表面、露出襯底；形成貫穿P型氮化鎵層、發(fā)光層直到N型氮化鎵層表面的N電極孔；
[0023]步驟四、在外延層和反射層的表面覆蓋絕緣層，絕緣層同時(shí)填充溝槽和N電極孔；
[0024]步驟五、在絕緣層表面打孔，刻蝕出與反射層表面相連的P型接觸孔和與N型氮化鎵層表面相連的Ν型接觸孔；
[0025]步驟六、在絕緣層上形成具有布線圖案的Ρ引線電極、Ν引線電極和ΡΝ引線連接電極，在第一芯片表面上的部分絕緣層上以及Ρ型接觸孔內(nèi)沉積Ρ引線電極，在第Μ芯片表面上的部分絕緣層上以及Ν型接觸孔內(nèi)沉積Ν引線電極，在相鄰芯片的部分絕緣層上以及Ν型接觸孔、Ρ型接觸孔內(nèi)沉積ΡΝ引線連接電極，ΡΝ引線連接電極依次將第i芯片的Ν型氮化鎵層和第i+Ι芯片的反射層進(jìn)行串聯(lián)電連接，i = 1，…，M，其中每?jī)蓚€(gè)相互串聯(lián)的芯片的PN引線連接電極彼此相互獨(dú)立；
[0026]步驟七，形成平坦化層，平坦化層覆蓋P引線電極、N引線電極及PN引線連接電極的表面以及位于P引線電極、N引線電極和PN引線連接電極彼此之間的絕緣層的表面；
[0027]步驟八、在平坦化層光刻形成與第Μ芯片上的Ν引線電極表面連接的Ν引線電極接觸孔和與第一芯片上的Ρ引線電極表面連接的Ρ引線電極接觸孔；
[0028]步驟九、在部分平坦化層表面上及Ν引線電極接觸孔內(nèi)形成Ν焊盤(pán)，在部分平坦化層表面上及Ρ引線電極接觸孔內(nèi)形成Ρ焊盤(pán)，Ν焊盤(pán)通過(guò)Ν引線電極接觸孔與和Ν引線電極相接觸，Ρ焊盤(pán)通過(guò)Ρ引線電極接觸孔和Ρ引線電極相接觸。
[0029]本發(fā)明形成所述平坦化層的步驟如下:采用噴涂工藝形成厚度為6?lOum的平坦化層，在110°C的溫度下烤2分鐘，然后曝光、顯影，并在180°C的溫度下烘烤2小時(shí)進(jìn)行固化，平坦化層沿芯片周邊側(cè)壁與絕緣層貼合。
[0030]由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明采用具備一定彈性的有機(jī)硅膠形成平坦化層，能夠吸收導(dǎo)致高壓芯片內(nèi)部損害的熱應(yīng)力，從而保證LED高壓芯片工作的可靠性，優(yōu)選方案中，絕緣層和平坦化層沿芯片周邊側(cè)壁將每個(gè)芯片完全包裹，不僅有助錫膏回流焊工藝，還能防止焊接時(shí)錫膏爬錫從而導(dǎo)致漏電或短路；P焊盤(pán)和N焊盤(pán)對(duì)稱分布、倒裝接觸面積大，倒裝焊對(duì)準(zhǔn)容易，對(duì)電路板布置要求精度低，倒裝焊接工藝簡(jiǎn)單。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2a為本發(fā)明實(shí)施例高壓LED芯片形成外延層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2b為高壓LED芯片形成反射層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2c為高壓LED芯片形成溝槽和N電極孔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2d為高壓LED芯片形成絕緣層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2e為高壓LED芯片形成P型接觸孔和N型接觸孔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2f為高壓LED芯片形成N引線電極、PN引線連接電極和P引線電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2g為高壓LED芯片形成平坦化層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2h為高壓LED芯片形成N引線電極接觸孔和P引線電極接觸孔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2i為聞壓LED芯片形成N焊盤(pán)和P焊盤(pán)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0041]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的聞壓LED芯片的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0042]圖4為本發(fā)明又一實(shí)施例的聞壓LED芯片的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0043]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0044]如圖1所示，本發(fā)明的高壓LED芯片包括襯底1以及位于襯底1表面上彼此相互絕緣獨(dú)立的Μ個(gè)芯片10，Μ為大于等于2的整數(shù)，每一芯片10包括依次生長(zhǎng)于襯底1表面上的Ν型氮化鎵層11、發(fā)光層12及Ρ型氮化鎵層13，Ρ型氮化鎵層13上覆蓋反射層15，Ν型氮化鎵層11、發(fā)光層12及Ρ型氮化鎵層13構(gòu)成每個(gè)芯片的外延層2。每個(gè)芯片由溝槽3隔離開(kāi)(圖2c)，溝槽3的深度至襯底1表面。在每個(gè)芯片的外延層2及反射層15表面覆蓋絕緣層16。絕緣層16上設(shè)置與第一芯片的反射層15連接的P引線電極31、與第Μ芯片的Ν型氮化鎵層11連接的Ν引線電極32以及將一個(gè)芯片的Ν型氮化鎵層和相鄰一個(gè)芯片的反射層依次串接的ΡΝ引線連接電極33。在Ρ引線電極31、ΡΝ引線連接電極33和Ν引線電極32的表面上及位于Ρ引線電極、ΡΝ引線連接電極和Ν引線電極彼此之間的絕緣層16表面上覆蓋有平坦化層22，平坦化層22上設(shè)置有與Ν引線電極32連接的Ν焊盤(pán)26以及與Ρ引線電極31連接的Ρ焊盤(pán)27。在Ν焊盤(pán)26和Ρ焊盤(pán)27之間可填充反射絕緣材料，在Ν焊盤(pán)與Ρ焊盤(pán)之間填充入具備反射性能的絕緣材料，如氧化鈦，不僅可以避免Ν焊盤(pán)與Ρ焊盤(pán)之間出現(xiàn)短路現(xiàn)象，而且可以提高芯片的出光效率。
[0045]下面結(jié)合圖2a至圖2i，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例高壓LED芯片的制備方法進(jìn)行說(shuō)明，該制備方法包括以下步驟:
[0046]步驟一、如圖2a所示，提供襯底1，本實(shí)施例的襯底1為藍(lán)寶石襯底，通過(guò)MOCVD (Metal-organic Chemical Vapor Deposit1n,金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀)在襯底1表面上生長(zhǎng)外延層2，外延層2生長(zhǎng)過(guò)程依次為:在襯底1表面生長(zhǎng)N型氮化鎵層11，在N型氮化鎵層11上生長(zhǎng)發(fā)光層12,在發(fā)光層12上生長(zhǎng)P型氮化鎵層13 ；
[0047]步驟二、如圖2b所示，采用蒸鍍及光刻工藝在P型氮化鎵層13上覆蓋反射層15，該反射層15的材料可為鋁、鎳、銀或上述任意兩者之合金；
[0048]步驟三、如圖2c所示，通過(guò)對(duì)外延層采用ICP蝕刻工藝，在外延層上形成溝槽3，溝槽3的深度至襯底1表面、露出襯底1，在外延層上設(shè)置溝槽，使所述外延層形成彼此相互獨(dú)立的第一芯片至第Μ芯片，Μ為大于等于2的整數(shù)；對(duì)每一芯片10進(jìn)行刻蝕，以在每一芯片10表面形成貫穿Ρ型氮化鎵層13、發(fā)光層12直到Ν型氮化鎵層11表面的Ν電極孔4，Ν電極孔4的數(shù)量可以為多個(gè)并且在芯片表面均勻分布；
[0049]可選地，在每一所述Ν電極孔4底部的Ν型氮化鎵層表面上沉積Ν型電極，Ν型電極材料為鋁、金或兩者之合金；
[0050]步驟四、如圖2d 所不，通過(guò)灘射或 PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposit1n)工藝在外延層和反射層的表面覆蓋絕緣層16，絕緣層16同時(shí)填充溝槽和N電極孔，絕緣層沿芯片周邊側(cè)壁與襯底貼合，將每一個(gè)芯片完全包裹；所述絕緣層厚度為lum?2.5um，絕緣層的材料可為氮化鋁或二氧化硅或氮化硅或三氧化二鋁或布拉格反射層DBR或硅膠或樹(shù)脂或丙烯酸，布拉格反射層為二氧化硅Si02和二氧化鈦Ti02的多層交替結(jié)構(gòu)；優(yōu)選地，絕緣層材料為有機(jī)硅膠，有機(jī)硅膠本身具備極高的填充微米級(jí)空洞能力，能有效填充溝槽3和N電極孔4所留下的空洞，減少此類空洞對(duì)光形成的發(fā)射，提高芯片發(fā)光效率并且防止芯片間漏電；
[0051]步驟五、如圖2e所示，采用光刻和蝕刻技術(shù)在絕緣層16表面打孔，每個(gè)芯片上分別刻蝕出P型接觸孔5和N型接觸孔6，其中，P型接觸孔5與反射層15表面相連，P型接觸孔5底部露出反射層15，N型接觸孔6與N型氮化鎵層11表面相連，N型接觸孔6底部露出反射層11 ；
[0052]步驟六、如圖2f所示，通過(guò)濺射或蒸鍍工藝在絕緣層16上形成具有布線圖案的P引線電極31、N引線電極32和PN引線連接電極33 ;其中，在第一芯片表面上的部分絕緣層16上以及P型接觸孔內(nèi)沉積P引線電極31，即P引線電極31通過(guò)第一芯片上的P型接觸孔與第一芯片的反射層15電連接，在第Μ芯片表面上的部分絕緣層16上以及Ν型接觸孔內(nèi)沉積Ν引線電極32，即Ν引線電極32通過(guò)第Μ芯片上的Ν型接觸孔與第Μ芯片的Ν型氮化鎵層11電連接，在相鄰芯片的部分絕緣層16上以及Ν型接觸孔、Ρ型接觸孔內(nèi)沉積ΡΝ引線連接電極33，ΡΝ引線連接電極33依次將第i芯片的Ν型氮化鎵層和第i+Ι芯片的反射層進(jìn)行串聯(lián)電連接，i = 1，…，M，其中每?jī)蓚€(gè)相互串聯(lián)的芯片的PN引線連接電極33是彼此相互獨(dú)立的；
[0053]步驟七，如圖2g所示，通過(guò)噴涂工藝形成平坦化層22，平坦化層22覆蓋P引線電極31、N引線電極32及PN引線連接電極33的表面以及位于P引線電極31、N引線電極32和PN引線連接電極33彼此之間的絕緣層16的表面，平坦化層22沿芯片周邊側(cè)壁與絕緣層貼合；本發(fā)明的平坦化層22的材料為有機(jī)硅膠，厚度為6?10um，本實(shí)施例中，采用噴涂工藝形成有機(jī)硅膠層——平坦化層22，在110°C的溫度下烤2分鐘，平坦化層22的厚度為7.3um,然后曝光(800mJ/cm2)、TMAH顯影(70sec，3次)，并在180°C的溫度下烘烤2小時(shí)進(jìn)行固化；
[0054]由于平坦化層采用有機(jī)硅膠，有機(jī)硅膠是不吸收可見(jiàn)光譜并且具備一定彈性的材料，能夠吸收導(dǎo)致高壓芯片內(nèi)部損害的熱應(yīng)力，從而保證高壓LED芯片工作的可靠性；采用具有低固化溫度(〈200°C)的有機(jī)硅膠，適用于對(duì)熱量有限制器件；由于高壓LED器件是由多個(gè)芯片集成，每個(gè)芯片表面臺(tái)階高度差異大，不能采用直接回流焊接工藝，本發(fā)明采用粘度大于400mPa.s和厚度大于6um的有機(jī)硅膠來(lái)進(jìn)行臺(tái)階平坦化工藝，使得平坦化層22表面平坦，而且平坦化層22沿芯片周邊側(cè)壁與絕緣層貼合，將每個(gè)芯片完全包裹，不僅有助錫膏回流焊工藝，而且防止焊接時(shí)錫膏爬錫從而導(dǎo)致漏電或短路；
[0055]步驟八、如圖2h所示，通過(guò)光刻工藝在平坦化層22形成N引線電極接觸孔28和P引線電極接觸孔29，其中，N引線電極接觸孔28與第Μ芯片上的N引線電極32表面連接，Ρ引線電極接觸孔29與第一芯片上的Ρ引線電極31表面連接；Ν引線電極接觸孔28和Ρ引線電極接觸孔29可以是多個(gè)；
[0056]步驟九、如圖2i所示，采用光刻和蒸鍍技術(shù)制造相互絕緣的N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27，N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27覆蓋在部分平坦化層22表面上以及填充于N引線電極接觸孔和P引線電極接觸孔內(nèi)，N焊盤(pán)26通過(guò)N引線電極接觸孔與和N引線電極32相接觸，P焊盤(pán)27通過(guò)P引線電極接觸孔29和P引線電極31相接觸，N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27對(duì)稱分布，P焊盤(pán)和N焊盤(pán)之間間隔大于或等于150um，由于平坦化層22表面形成水平平面，因此N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27兩者高度一致，易于與PCB板固定焊接；優(yōu)選地，在蒸鍍N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27前，先在平坦化層22表面進(jìn)行粗糙化工藝，利于提高平坦化層22和N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27粘合強(qiáng)度；優(yōu)選地，P焊盤(pán)和N焊盤(pán)厚度為lum?2um，P焊盤(pán)和N焊盤(pán)由鋁、鎳、鈦、鉬金、金層疊形成，鋁與平坦化層產(chǎn)生良好附著力，鈦、鉬金為阻擋層，金和錫膏回流焊時(shí)有濡濕(wetting)效果。
[0057]如圖3所示，作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，在N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27表面上通過(guò)印刷或蒸鍍工藝覆蓋錫膏層9，錫膏層9的厚度為50?lOOum，錫膏層9由Sn、Ag、Cu組成，其中Sn的質(zhì)量百分比為96.5，Ag的質(zhì)量百分比為3.0，余量為Cu。由于該錫膏材料有較小的空洞率，能有效降低散熱通道熱阻，并且具備極強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度及導(dǎo)電能力。而且，該錫膏層屬直接焊接的材料，有利于簡(jiǎn)化封裝步驟，并且在高壓芯片和PCB基板之間形成應(yīng)力緩沖。
[0058]如圖4所示，作為本發(fā)明的又一實(shí)施例，在N焊盤(pán)26與P焊盤(pán)27表面上通過(guò)蒸鍍工藝覆蓋共晶焊層9’，共晶焊層9’由Au和Sn組成，其中Au的質(zhì)量百分比為80，Sn的質(zhì)量百分比為20，共晶焊層9’的厚度為4?20um。
[0059]本發(fā)明的平坦化層采用高粘度有機(jī)硅膠，屬低楊氏模量的高絕緣性材料，有填滿臺(tái)階能力，使得所述平坦化層表面在處于同一水平面，在串聯(lián)P引線電極、PN引線連接電極和N引線電極時(shí)，P焊盤(pán)和N焊盤(pán)金屬的夾層結(jié)構(gòu)不會(huì)造成熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致應(yīng)力開(kāi)裂；而且高壓芯片四周側(cè)面被平坦化層覆蓋，可以防止高壓芯片焊接到FR4線路板、鋁基或者銅基線路板時(shí)，因錫膏爬錫導(dǎo)致的漏電或短路的情況發(fā)生。
[0060]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.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，MS2，所述每個(gè)芯片包括依次生長(zhǎng)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； 其特征在于，還包括: 覆蓋所述每個(gè)芯片的外延層及反射層表面的絕緣層，所述絕緣層沿芯片周邊側(cè)壁與襯底貼合； 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+Ι芯片的反射層進(jìn)行串聯(lián)電連接的PN引線連接電極，i = I,..., M-1，每?jī)蓚€(gè)相互串聯(lián)的芯片的PN引線連接電極彼此相互獨(dú)立； 平坦化層，所述平坦化層為有機(jī)硅膠層，平坦化層覆蓋于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引線電極之間的絕緣層表面上；沉積于所述平坦化層上并與所述N引線電極連接的N焊盤(pán)； 沉積于所述平坦化層上并與所述P引線電極連接的P焊盤(pán)。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓LED芯片，其特征在于: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； 所述絕緣層填充所述溝槽和N電極孔，每個(gè)芯片的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絕緣層上及P型接觸孔內(nèi)、通過(guò)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芯片表面的部分絕緣層上及N型接觸孔內(nèi)、通過(guò)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絕緣層上及N型接觸孔、P型接觸孔內(nèi)；所述平坦化層上形成有與第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(pán)沉積于所述平坦化層上和所述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(pán)沉積于所述平坦化層上和所述P引線電極接觸孔內(nèi)與所述P引線電極連接。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述絕緣層為氮化鋁或二氧化硅或氮化硅或三氧化二鋁或布拉格反射層或有機(jī)硅膠層。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述平坦化層為粘度大于400mPa.S、厚度大于6um的有機(jī)娃膠層。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述N焊盤(pán)與P焊盤(pán)表面上覆蓋有錫膏層或共晶焊層。
6.如權(quán)利要求5所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述錫膏層的厚度為50?lOOum，或者所述共晶焊層的厚度為4?20um。
7.如權(quán)利要求5或6所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述錫膏層由Sn、Ag、Cu組成，其中Sn的質(zhì)量百分比為96.5，Ag的質(zhì)量百分比為3.0，余量為Cu。
8.如權(quán)利要求1所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述平坦化層沿芯片周邊側(cè)壁與絕緣層貼合，每個(gè)芯片依次被所述絕緣層和平坦化層完全包裹。
9.如權(quán)利要求1所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述N焊盤(pán)與P焊盤(pán)對(duì)稱分布，所述P焊盤(pán)和N焊盤(pán)厚度為Ium?2um, P焊盤(pán)和N焊盤(pán)之間間隔彡150um。
10.如權(quán)利要求1或9所述的高壓LED芯片，其特征在于:所述P焊盤(pán)和N焊盤(pán)由鋁、鎳、鈦、鉬金、金層疊形成。
11.高壓LED芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、提供襯底，在所述襯底表面上生長(zhǎng)N型氮化鎵層，在N型氮化鎵層上生長(zhǎng)發(fā)光層，在發(fā)光層上生長(zhǎng)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)成每個(gè)芯片的外延層； 步驟二、在P型氮化鎵層上覆蓋反射層； 步驟三、在外延層上形成溝槽，溝槽的深度至襯底表面、露出襯底；形成貫穿P型氮化鎵層、發(fā)光層直到N型氮化鎵層表面的N電極孔； 步驟四、在外延層和反射層的表面覆蓋絕緣層，絕緣層同時(shí)填充溝槽和N電極孔；步驟五、在絕緣層表面打孔，刻蝕出與反射層表面相連的P型接觸孔和與N型氮化鎵層表面相連的N型接觸孔； 步驟六、在絕緣層上形成具有布線圖案的P引線電極、N引線電極和PN引線連接電極，在第一芯片表面上的部分絕緣層上以及P型接觸孔內(nèi)沉積P引線電極，在第M芯片表面上的部分絕緣層上以及N型接觸孔內(nèi)沉積N引線電極，在相鄰芯片的部分絕緣層上以及N型接觸孔、P型接觸孔內(nèi)沉積PN引線連接電極，PN引線連接電極依次將第i芯片的N型氮化鎵層和第i+Ι芯片的反射層進(jìn)行串聯(lián)電連接，i = 1，…，M，其中每?jī)蓚€(gè)相互串聯(lián)的芯片的PN引線連接電極彼此相互獨(dú)立； 步驟七，形成平坦化層，平坦化層覆蓋P引線電極、N引線電極及PN引線連接電極的表面以及位于P引線電極、N引線電極和PN引線連接電極彼此之間的絕緣層的表面； 步驟八、在平坦化層光刻形成與第M芯片上的N引線電極表面連接的N引線電極接觸孔和與第一芯片上的P引線電極表面連接的P引線電極接觸孔； 步驟九、在部分平坦化層表面上及N引線電極接觸孔內(nèi)形成N焊盤(pán)，在部分平坦化層表面上及P引線電極接觸孔內(nèi)形成P焊盤(pán)，N焊盤(pán)通過(guò)N引線電極接觸孔與和N引線電極相接觸，P焊盤(pán)通過(guò)P引線電極接觸孔和P引線電極相接觸。
12.如權(quán)利要求11所述的高壓LED芯片的制備方法，其特征在于:形成所述平坦化層的步驟如下: 采用噴涂工藝形成厚度為6?1um的平坦化層，在110°C的溫度下烤2分鐘，然后曝光、顯影，并在180°C的溫度下烘烤2小時(shí)進(jìn)行固化，所述平坦化層沿芯片周邊側(cè)壁與絕緣層貼合。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK104300069SQ201410424182
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】王冬雷, 陳順利 申請(qǐng)人:大連德豪光電科技有限公司