CN212750918U - 倒装led芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种倒装LED芯片,在LED芯片本体的顶表面覆盖一层绝缘保护层,在封装时,顶针顶到的是绝缘保护层,由于绝缘保护层的机械性能优良、抗张强度高,不会被顶针顶伤,在固晶时能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装LED芯片的功能层,提高倒装LED芯片的可靠性和稳定性。电极引出端位于绝缘保护层上,形成绝缘保护层之后再制备电极引出端可简化制备工艺;由于绝缘保护层覆盖在所述LED芯片本体的表面,可以对LED芯片本体的表面起到保护作用,防止LED芯片本体的表面被外界损伤。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种倒装LED芯片。
背景技术
倒装芯片封装技术就是直接将芯片翻转,电极朝下,利用凸点将电极互联到基板、载体或电路板上,整个结构又被称为倒装芯片(Flip chip)。由于倒装芯片具有优越的电学及热学性能、高I/O引脚数、封装尺寸小及结构稳定等优点,在如今的市场上,倒装芯片的普及范围越来越广。
现有倒装芯片在固晶之前是以阵列式排列于蓝膜上,固晶过程中需要通过吸嘴将倒装芯片移动到固晶机上,由于蓝膜的粘附力,即使是扩膜后的倒装芯片,吸嘴仍然无法将倒装芯片吸起,所以需要利用顶针将倒装芯片顶起,以便于脱模。但是传统的顶针由钨钢制造,锋利且硬度高的钨钢顶针容易顶伤倒装芯片的功能层,对芯片性能造成影响,如果顶针力度过大,还会导致芯片漏电甚至失效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种倒装LED芯片,以解决倒装LED芯片在封装过程中的顶伤问题。
为了达到上述目的,本实用新型提供了一种倒装LED芯片,包括:
LED芯片本体,包括第一层N电极及第一层P电极;
绝缘保护层,位于所述LED芯片本体上并覆盖所述LED芯片本体的表面;以及,
两个电极引出端,位于所述绝缘保护层上并分别与所述第一层N电极及所述第一层P电极电性连接。
可选的,所述绝缘保护层的厚度为1μm~10μm。
可选的,所述绝缘保护层包括聚酰亚胺层。
可选的,所述绝缘保护层包括硅胶层和/或环氧树脂层。
可选的,所述LED芯片本体还包括:
衬底;
外延层,包括依次设置于所述衬底上的第一半导体层、发光层及第二半导体层;
凹槽,位于所述外延层中,并从所述第二半导体层的顶表面延伸至所述第一半导体层中;以及,
绝缘反射层,填充所述凹槽并延伸覆盖所述第二半导体层。
可选的,所述第一层N电极位于所述凹槽底部的第一半导体层上并与所述第一半导体层电性连接,所述第一层P电极位于所述第二半导体层上并与所述第二半导体层电性连接。
可选的,所述两个电极引出端包括第一电极引出端和第二电极引出端,所述第一电极引出端穿过所述绝缘反射层和所述绝缘保护层并电性连接所述第一层N电极,所述第二电极引出端穿过所述绝缘反射层和所述绝缘保护层并电性连接所述第一层P电极。
可选的,在垂直于厚度方向上,所述第一层N电极的宽度小于所述凹槽的宽度,且所述第一层N电极与所述凹槽的侧壁之间具有间隙,所述间隙被所述绝缘反射层填充。
可选的,所述LED芯片本体还包括:
电流阻挡层,位于所述第二半导体层上并覆盖部分所述第二半导体层;以及,
电流扩展层,位于所述第二半导体层上并覆盖部分所述第二半导体层及所述电流阻挡层;
其中,所述第一层P电极位于所述电流扩展层上。
在本实用新型提供的倒装LED芯片具有如下有益效果:
1)在LED芯片本体的顶表面覆盖一层绝缘保护层,在封装时,顶针顶到的是绝缘保护层,由于绝缘保护层的机械性能优良、抗张强度高,不会被顶针顶伤,在固晶时能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装LED芯片的功能层,提高倒装LED芯片的可靠性和稳定性。
2)电极引出端位于绝缘保护层上,形成绝缘保护层之后再制备电极可简化制备工艺。
3)由于绝缘保护层覆盖在所述LED芯片本体的顶表面,可以对LED芯片本体的顶表面起到保护作用,防止LED芯片本体的顶表面被外界损伤。
4)倒装LED芯片后续进行封装时,通常会进行回流焊或者共晶焊(温度为250摄氏度-330摄氏度),由于绝缘保护层包括聚酰亚胺层,聚酰亚胺的耐热温度大于330摄氏度,可以避免绝缘保护层在封装过程中因高温而形变,从而不会影响倒装LED芯片的性能。
5)耐热温度在330摄氏度以上的绝缘保护层通常具有较高的绝缘性,绝缘等级可达H级以上,增加了电极引出端之间的绝缘性能,进一步提升倒装LED芯片的可靠性。
6)形成绝缘反射层之后形成绝缘保护层,可同步进行刻蚀作业,制作相对简单。
7)绝缘保护层包括聚酰亚胺层,相较于其他的有机材料,聚酰亚胺易图案化,通过光刻及刻蚀即可形成所需要的图形,简化了制备工艺;并且聚酰亚胺的流动性强,在制备过程中能够有效覆盖LED芯片本体的顶表面的台阶,有利于提升芯片的防潮性能。
附图说明
图1~图8b为本实用新型实施例一提供的倒装LED芯片的制备方法的相应步骤对应的结构示意图,其中,图8a为本实用新型实施例一提供的倒装LED芯片沿厚度方向的剖面示意图,图8b为本实用新型实施例一提供的倒装LED芯片的俯视图;
图9~图13b为本实用新型实施例二提供的倒装LED芯片的制备方法的相应步骤对应的结构示意图,其中,图13a为本实用新型实施例二提供的倒装LED芯片沿厚度方向的剖面示意图,图13b为本实用新型实施例二提供的倒装LED芯片的俯视图;
其中,附图标记为:
100-衬底;100a-功能面;200-外延层;201-第一半导体层;202-发光层;203-第二半导体层;200a-凹槽;300-电流阻挡层;400-电流扩展层;501-第一层N电极;502-第一层P电极;600-绝缘反射层;700-绝缘保护层;801-第一开口;802-第二开口;901-第一电极引出端;902-第二电极引出端。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
实施例一
图8a及图8b为本实施例提供的倒装LED芯片的结构示意图,其中,图8a为本实施例提供的倒装LED芯片沿厚度方向的剖面示意图,图8b为本实施例提供的倒装LED芯片的俯视图。如图8a及图8b所示,所述倒装LED芯片包括LED芯片本体、绝缘保护层700及两个电极引出端,所述绝缘保护层700位于所述LED芯片本体上并完全覆盖所述LED芯片本体的顶表面,所述两个电极引出端位于所述绝缘保护层700上并分别与所述LED芯片本体电性连接。本实施例中,所述LED芯片本体具有一功能面100a,所述功能面100a亦可以称为所述LED芯片本体的正面,是所述LED芯片本体用于形成电极引出端的表面,所述绝缘保护层700及两个所述电极引出端均位于所述LED芯片本体的功能面100a上。在固晶过程中,顶针可以顶在所述绝缘保护层700上从而将倒装LED芯片顶起,以便于脱模,由于所述绝缘保护层700的机械性能优良、抗张强度高,不会被顶针顶伤,在固晶时能够有效的减缓顶针的冲击力,保护所述倒装LED芯片的功能层,提高所述倒装LED芯片的可靠性和稳定性。
进一步地,所述绝缘保护层700的材料可以为耐热温度大于330摄氏度的有机高分子材料。当所述倒装LED芯片后续在进行封装时,通常会进行回流焊或者共晶焊(温度为250摄氏度-330摄氏度),由于所述绝缘保护层700的耐热温度大于330摄氏度,所述绝缘保护层700不会在封装过程中因高温而形变,从而不会影响所述倒装LED芯片的性能。并且,耐热温度在330摄氏度以上的所述绝缘保护层700通常具有较高的绝缘性,绝缘等级可达H级以上,增加了所述电极引出端之间的绝缘性能,进一步提升所述倒装LED芯片的可靠性。
本实施例中,所述绝缘保护层700为聚酰亚胺层,其耐热温度可达400摄氏度,且具有高绝缘性能。并且,相较于其他的有机材料,聚酰亚胺易图案化,通过光刻及刻蚀即可形成所需要的图形,简化了制备工艺;并且聚酰亚胺的流动性强,在制备过程中能够有效覆盖所述LED芯片本体表面的台阶,有利于提升所述倒装LED芯片的防潮性能。应理解,所述绝缘保护层700的材料不限于聚酰亚胺,也可以是其他耐热性能好的有机材料。
可以理解的是,所述绝缘保护层700还可以是硅胶层和/或环氧树脂层,并且,所述绝缘保护层700既可以是单层结构,也可以是多层结构的组合。
本实施例中,所述绝缘保护层700的厚度为1μm~10μm,例如是3μm、6μm、8μm或9μm等。
进一步地,请继续参阅图8a及图8b,所述绝缘保护层700完全覆盖所述LED芯片本体的功能面100a,从而可以对所述LED芯片本体的表面起到保护作用,防止所述LED芯片本体的表面被外界损伤,而两个所述电极引出端均位于所述绝缘保护层700上。
具体而言,两个所述电极引出端分别为第一电极引出端901和第二电极引出端902,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902相对所述功能面100a的中心呈左右对称设置;应理解,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902不限于相对所述功能面100a的中心呈左右对称设置,还可以相对所述功能面100a的中心呈上下对称设置,或者,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902也可以呈对角分布;当然,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902也可以呈非对称分布,本实施例不作限制。进一步地,所述第一电极引出端901和第二电极引出端902之间需要相隔一定的距离实现电性隔离。
请继续参阅图8a和图8b,所述LED芯片本体包括衬底100、外延层200、电流阻挡层300、电流扩展层400、第一层N电极501、第一层P电极502及绝缘反射层600。
具体的,本实施例中,所述衬底100为高透光蓝宝石衬底(Al2O3),作为可选实施例,所述衬底100还可以是硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)或氧化锌(ZnO)等衬底。进一步地,所述衬底100为图形化衬底(Patterned Sapphire Substrates,PSS),例如是微米级/纳米级图形化蓝宝石衬底。所述衬底100的上表面用于形成所述倒装LED芯片的各功能层,各功能层堆叠后的顶面作为所述LED芯片本体的功能面100a,所述衬底100的下表面作为所述LED芯片本体的背面。
请继续参阅图8a,所述外延层200位于所述衬底100上,所述外延层200包括由下向上依次设置的第一半导体层201、发光层202和第二半导体层203。所述外延层200中具有一凹槽200a,所述凹槽200a从所述第二半导体层203的顶表面贯穿所述发光层202后延伸至所述第一半导体层201中,所述凹槽200a具有一定的间隔以构成PN台阶。所述PN台阶的上台阶面为所述第二半导体层203,下台阶面为所述第一半导体层201,上台阶面和下台阶面之间连接形成PN台阶侧面。
本实施例中,所述外延层200中的第一半导体层201为N型半导体层,位于所述衬底100的上方,所述第一半导体层201的材料为N-GaN;所述发光层202位于所述第一半导体层201的上方,所述发光层202为多周期量子阱层(MQWS),量子阱层的材料为AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN中的任意一种或几种的结合;所述第二半导体层203为P型半导体层,位于所述发光层202的上方,所述第二半导体层203的材料为P-GaN。
请继续参阅图8a,所述电流阻挡层300及所述电流扩展层400均位于所述第二半导体层203上,所述电流阻挡层300覆盖部分所述第二半导体层203,所述电流阻挡层300具有良好的电流引导效应。所述电流扩展层400在垂直于厚度方向上的宽度大于所述电流阻挡层300的宽度,以使所述电流扩展层400不仅覆盖部分所述第二半导体层203,还完全覆盖了所述电流阻挡层300,从而有利于将电流横向扩展。
本实施例中,所述电流阻挡层300及所述电流扩展层400均是透明的膜层,从而不会对出光效率及出光强度造成不良影响。所述电流阻挡层300的材料可以是氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝或钙钛型电子陶瓷(ABO3)等;所述电流扩展层400则为ITO或AZO等材料。本实施例中,所述电流阻挡层300是单层氧化硅层,而所述电流扩展层400的材料则为ITO。
请继续参阅图8a,所述第一层N电极501及所述第一层P电极502分别形成于所述凹槽200a中以及形成于所述电流扩展层400上,用于与所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902电性连接。其中,所述第一层N电极501位于所述凹槽200a的底部并与所述第一半导体层201电性连接,在垂直于厚度方向上,所述第一层N电极501的宽度小于所述凹槽200a的宽度,且所述第一层N电极501与所述凹槽200a的侧壁之间具有间隙,以便于所述第一层N电极501及所述第一层P电极502之间实现电气绝缘;所述第一层P电极502位于所述电流扩展层400上,并通过所述电流扩展层400与所述第二半导体层203电性连接。
进一步地,所述第一层P电极502与所述电流阻挡层300的位置对应,且所述电流阻挡层300的面积大于所述第一层P电极502的面积,所述电流阻挡层300可以减小因所述第一层P电极502吸收光/挡光而造成的光损失,并且减少电流垂直传输,增加横向传输。
进一步地,所述绝缘反射层600覆盖所述第二半导体层203并填充所述凹槽200a。也就是说,所述绝缘反射层600整面覆盖芯片,所述第一层N电极501与所述凹槽200a的侧壁之间的间隙也被所述绝缘反射层600填充,如此一来,所述第一层N电极501及所述第一层P电极502可以通过所述绝缘反射层600实现电气绝缘,进而实现所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902之间的电气绝缘;同时,所述绝缘反射层600具有反光作用,可以充当反射镜,可将所述发光层202发出的光中射向所述绝缘反射层600的那部分光反射回去。所述绝缘反射层600的材料包括氧化硅、非晶硅、氧化钛、氧化铝或氮化硅中的两种或两种以上,本实施例中,所述反射镜层600是由至少两层高、低折射率的膜层交替蒸镀而成的,但不以此为限。
本实施例中,所以绝缘反射层600既可以实现所述第一层N电极501及所述第一层P电极502之间的电气绝缘,也可以充当反射镜,简化了芯片结构,并且,由于所述绝缘反射层600是整面覆盖的,面积较大,反光的效果更好。
请继续参阅图8a,所述第一电极引出端901贯穿所述绝缘保护层700和所述绝缘反射层600,且所述第一电极引出端901的底表面与所述第一层N电极501接触从而实现电性连接,如此一来,所述第一电极引出端901即可通过所述第一层N电极501与所述第一半导体层201实现电性连接。类似的,所述第二电极引出端902贯穿所述绝缘保护层700和所述绝缘反射层600且所述第二电极引出端902的底表面与所述第一层P电极502接触从而实现电性连接,如此一来,所述第二电极引出端902即可通过所述第一层P电极502及所述电流扩展层400与所述第二半导体层203实现电性连接。所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902可分别作为所述倒装LED芯片的N型电极和P型电极。
本实施例中,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902的材料可以是钛(Ti)、铂(Pt)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、金(Au)或金锡合金(Au)等金属。
本实施例中,请继续参阅图8a,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902均位于所述绝缘保护层700上,可以形成所述绝缘反射层600之后形成所述绝缘保护层700,所述绝缘反射层600及所述绝缘保护层700可同步进行刻蚀作业,制作相对简单。
本实施例中,所述绝缘反射层600是未进行平坦化的膜层,所以,所述绝缘反射层600的顶表面具有台阶,而本实施例中的绝缘保护层700能够有效覆盖所述绝缘反射层600的顶表面的台阶,提升芯片的防潮性能。并且,将所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902形成在表面平整的所述绝缘保护层700上,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902的表面也会比较平整。
图1至图8b示出了本实施例提供的倒装LED芯片的制备方法的相应步骤的结构示意图。接下来,将结合图1-图8b对所述倒装LED芯片的制备方法进行详细说明。
如图1所示,提供衬底100,在所述衬底100上形成外延层200,所述外延层200包括由下向上依次设置的第一半导体层201、发光层202和第二半导体层203。
形成所述衬底100及所述外延层200的方式例如是:使用标准的光刻工艺在所述衬底100的表面刻蚀出图形,然后利用ICP(感应等离子耦合刻蚀设备)刻蚀所述衬底100以对所述衬底100的表面进行图案化,用来提高发光效率。进一步地,可以通过诸如金属化学气相沉积、激光辅助分子束外延、氢化物气相外延、蒸镀等任意一种外延技术在所述衬底100上制作所述外延层200,并且,所述外延层200可以是多晶结构或单晶结构。
如图2所示,对所述外延层200进行部分刻蚀以形成凹槽200a,所述凹槽200a贯穿所述第二半导体层203和所述发光层202并延伸至所述第一半导体层201中。具体而言,形成所述凹槽200a的步骤包括:通过光刻工艺,制作出发光区MESA图形,用ICP对所述外延层200进行刻蚀以形成所述凹槽200a,刻蚀的深度需要超过所述发光层202,并暴露出所述第一半导体层201,从侧面来看是蚀刻出平台(MESA),形成PN台阶,PN台阶包括上台阶面和下台阶面,其中,上台阶面为第二半导体层203,下台阶面为第一半导体层201,上台阶面和下台阶面之间连接形成PN台阶的侧面。
如图3所示,在所述第二半导体层203上形成电流阻挡层300。所述电流阻挡层的形成步骤可以是:通过沉积工艺全面沉积电流阻挡材料(图3中未示出),然后采用光刻胶制作出掩模,然后用刻蚀工艺、去胶工艺去除部分电流阻挡材料以及掩模,所述第二半导体层203上的部分电流阻挡材料得以保留,剩余的电流阻挡材料构成所述电流阻挡层300。
如图4所示,在所述第二半导体层203上形成电流扩展层400。形成所述电流扩展层400的步骤包括:通过沉积工艺全面沉积电流扩展材料(图4中未示出),然后采用光刻胶制作出掩模,然后用刻蚀工艺、去胶工艺去除部分电流扩展材料以及掩模,所述第二半导体层203上的部分电流扩展材料以及所述电流阻挡层300上的全部电流扩展材料得以保留,剩余的电流扩展材料构成所述电流扩展层400。
如图5所示,在所述凹槽200a及所述电流扩展层400上分别形成第一层N电极501和第一层P电极502。形成所述第一层N电极501和所述第一层P电极502的步骤可以是:在所述电流扩展层400上形成图形化的光刻胶层,所述图形化的光刻胶层定义出需要形成第一层N电极501和第一层P电极502的图案,然后通过诸如溅射等工艺形成第一层电极材料,最后剥离图形化的光刻胶并同时将图形化的光刻胶上的第一层电极材料去除,剩余的第一层电极材料即可构成所述第一层N电极501和所述第一层P电极502。
如图6所示,在所述第二半导体层203全面沉积蒸镀反射层600,所述绝缘反射层600填充所述凹槽200a并延伸覆盖所述第二半导体层203。接着在所述绝缘反射层600上形成绝缘保护层700。由于所述绝缘保护层700为聚酰亚胺层,在形成所述绝缘反射层600之后,可以不进行平坦化工艺,直接形成所述绝缘保护层700,由于聚酰亚胺的流动性强,能够有效覆盖所述绝缘反射层600的顶表面的台阶,简化了工艺,并且也有利于提升芯片的防潮性能。
本实施例中,所述绝缘保护层700可以采用高速旋涂和气相沉积相结合的方式形成。
如图7所示,刻蚀所述绝缘保护层700及所述绝缘反射层600,以形成第一开口801及第二开口802,所述第一开口801及第二开口802贯穿所述绝缘保护层700及所述绝缘反射层600并分别露出所述第一层N电极501和所述第一层P电极502的顶表面。相较于其他的有机材料,聚酰亚胺易图案化,通过光刻及刻蚀即可形成所需要的图形,所以在此步骤中,所述绝缘反射层600及所述绝缘保护层700可同步进行刻蚀同步作业,制作相对简单。
如图8a及图8b所示,在所述第一开口801及所述第二开口802中填充导电材料,所述导电材料还延伸覆盖所述绝缘保护层700的顶表面。接着刻蚀以去除所述绝缘保护层700的顶表面的部分所述导电材料,所述第一开口801中的导电材料以及所述绝缘保护层700的顶表面的部分导电材料构成所述第一电极引出端901,第二开口802中的导电材料以及所述绝缘保护层700的顶表面的剩余导电材料构成所述第二电极引出端902。
实施例二
图13a及图13b为本实施例提供的倒装LED芯片的结构示意图,其中,图13a为本实施例提供的倒装LED芯片沿厚度方向的剖面示意图,图13b为本实施例提供的倒装LED芯片的俯视图。如图13a及图13b所示,与实施例一的区别在于,本实施例中,所述绝缘保护层700覆盖所述LED芯片本体的顶表面位于所述电极引出端以外的区域及所述电极引出端的部分顶表面,也就是说,所述第一电极引出端901及所述第二电极引出端902实际上与所述绝缘保护层700位于同层,且所述绝缘保护层700使所述第一电极引出端901及所述第二电极引出端902的部分顶表面暴露。
具体而言,请继续参阅图13a及图13b,所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902的厚度小于所述绝缘保护层700的厚度,使得所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902的顶表面低于所述绝缘保护层700的顶表面。如此一来,在所述倒装LED芯片进行封装时,所述绝缘保护层700可以阻挡所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902上的锡膏溢出,防止所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902之间出现短路现象。
请继续参阅图13a及图13b,本实施例中,所述绝缘保护层700还覆盖所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902的部分顶表面,具体是覆盖所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902的顶表面的边缘部分。此时,所述绝缘保护层700对所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902的顶表面具有一定钝化保护作用,可防止所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902出现金属迁移的现象。
图9~图13b为本实施例提供的倒装LED芯片的制备方法的相应步骤对应的结构示意图。请参阅图9~图13b,与实施例一不同的是,本实施例中,所述倒装LED芯片在制备时,先形成第一电极引出端901和所述第二电极引出端902,再形成所述绝缘保护层700。
具体而言,请参阅图9~图10,在形成所述绝缘反射层600之后,刻蚀所述绝缘反射层600以形成第一开口801及第二开口802,所述第一开口801及所述第二开口802贯穿所述绝缘反射层600并分别露出所述第一层N电极501及所述第一层P电极502。
如图11所示,在所述绝缘反射层600上形成导电材料(图11中未示出),所述导电材料填充所述第一开口801及第二开口802并延伸覆盖所述绝缘反射层600。然后采用刻蚀工艺去除部分所述绝缘反射层600上的部分所述导电材料,所述第一开口801中的导电材料以及所述绝缘反射层600的顶表面的部分导电材料构成所述第一电极引出端901,第二开口802中的导电材料以及所述绝缘反射层600的顶表面的剩余导电材料构成所述第二电极引出端902。
如图12所示,在所述绝缘反射层600上形成绝缘保护层700,所述绝缘保护层700覆盖所述绝缘反射层600、所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902。然后,采用刻蚀工艺去除所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902顶表面的至少部分所述绝缘保护层700,以使所述第一电极引出端901和所述第二电极引出端902顶表面的至少部分露出所述绝缘保护层700。
可以理解的是,本实施例中虽以倒装芯片为倒装LED芯片为例进行说明,但实际上,本实施例中的提供的倒装芯片不限于是倒装LED芯片,还可以是诸如CPU芯片、GPU芯片或RF芯片等任何倒装芯片,当所述倒装芯片是其他芯片时,所述电极引出端不限于是两个,可以是两个、三个、四个或五个等,所述电极引出端在所述倒装芯片上的分布方式也可根据实际情况设计,此处不再一一解释说明。
综上,本实用新型提供的倒装LED芯片中,在LED芯片本体的顶表面覆盖一层绝缘保护层,在封装时,顶针顶到的是绝缘保护层,由于绝缘保护层的机械性能优良、抗张强度高,不会被顶针顶伤,在固晶时能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装LED芯片的功能层,提高倒装LED芯片的可靠性和稳定性。
进一步地,电极引出端位于绝缘保护层上,形成绝缘保护层之后再制备电极引出端可简化制备工艺。
进一步地,由于绝缘保护层覆盖在所述LED芯片本体的顶表面,可以对LED芯片本体的顶表面起到保护作用,防止LED芯片本体的顶表面被外界损伤。
进一步地,倒装LED芯片后续进行封装时,通常会进行回流焊或者共晶焊(温度为250摄氏度-330摄氏度),由于绝缘保护层的耐热温度大于330摄氏度,绝缘保护层不会在封装过程中因高温而形变,从而不会影响倒装LED芯片的性能。
进一步地,耐热温度在330摄氏度以上的绝缘保护层通常具有较高的绝缘性,绝缘等级可达H级以上,增加了电极引出端之间的绝缘性能,进一步提升倒装LED芯片的可靠性。
进一步地,电极引出端位于绝缘保护层内,绝缘保护层可以保护电极引出端不被外界损伤,同时,由于绝缘保护层覆盖在所述LED芯片本体的顶表面,可以对LED芯片本体的顶表面起到保护作用,防止LED芯片本体的顶表面被外界损伤。
进一步地,绝缘保护层可覆盖电极引出端的部分顶表面,对电极引出端的顶表面具有一定钝化保护作用,可防止电极引出端出现金属迁移的现象。
进一步地,电极引出端的顶表面低于绝缘保护层的顶表面,在倒装LED芯片进行封装时,绝缘保护层可以阻挡电极引出端上的锡膏溢出,防止电极引出端之间出现短路现象。
进一步地,形成绝缘反射层之后形成绝缘保护层,可同步进行刻蚀同步作业,制作相对简单。
进一步地,形成电极引出端之后再形成绝缘保护层,可使绝缘保护层可覆盖电极引出端的部分顶表面和/或电极引出端的顶表面低于绝缘保护层的顶表面,从而可起到防止电极引出端出现金属迁移的现象和/或防止电极引出端之间出现短路现象的作用。
进一步地,绝缘保护层包括聚酰亚胺层,相较于其他的有机材料,聚酰亚胺易图案化,通过光刻及刻蚀即可形成所需要的图形,简化了制备工艺;并且聚酰亚胺的流动性强,在制备过程中能够有效覆盖LED芯片本体的顶表面的台阶,有利于提升芯片的防潮性能。
需要说明的是,本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围。
还应当理解的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
此外还应该认识到,此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例,而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是,此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准,除非上下文明确表示相反意思。例如,对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述,并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及,词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义,而不是逻辑“异或”的定义,除非上下文明确表示相反意思。此外,本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。
上述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型的技术方案的范围内,对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本实用新型的技术方案的内容,仍属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种倒装LED芯片,其特征在于,包括:
LED芯片本体,包括第一层N电极及第一层P电极;
绝缘保护层,位于所述LED芯片本体上并覆盖所述LED芯片本体的表面;以及,
两个电极引出端,位于所述绝缘保护层上并分别与所述第一层N电极及所述第一层P电极电性连接。
2.如权利要求1所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述绝缘保护层的厚度为1μm~10μm。
3.如权利要求1所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述绝缘保护层包括聚酰亚胺层。
4.如权利要求1或3所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述绝缘保护层包括硅胶层和/或环氧树脂层。
5.如权利要求1所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述LED芯片本体还包括:
衬底;
外延层,包括依次设置于所述衬底上的第一半导体层、发光层及第二半导体层;
凹槽,位于所述外延层中,并从所述第二半导体层的顶表面延伸至所述第一半导体层中;以及,
绝缘反射层,填充所述凹槽并延伸覆盖所述第二半导体层。
6.如权利要求5所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述第一层N电极位于所述凹槽底部的第一半导体层上并与所述第一半导体层电性连接,所述第一层P电极位于所述第二半导体层上并与所述第二半导体层电性连接。
7.如权利要求6所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述两个电极引出端包括第一电极引出端和第二电极引出端,所述第一电极引出端穿过所述绝缘反射层和所述绝缘保护层并电性连接所述第一层N电极,所述第二电极引出端穿过所述绝缘反射层和所述绝缘保护层并电性连接所述第一层P电极。
8.如权利要求5所述的倒装LED芯片,其特征在于,在垂直于厚度方向上,所述第一层N电极的宽度小于所述凹槽的宽度,且所述第一层N电极与所述凹槽的侧壁之间具有间隙,所述间隙被所述绝缘反射层填充。
9.如权利要求5所述的倒装LED芯片,其特征在于,所述LED芯片本体还包括:
电流阻挡层,位于所述第二半导体层上并覆盖部分所述第二半导体层;以及,
电流扩展层,位于所述第二半导体层上并覆盖部分所述第二半导体层及所述电流阻挡层;
其中,所述第一层P电极位于所述电流扩展层上。
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CN114141922A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-04 | 聚灿光电科技(宿迁)有限公司 | 一种led芯片及其制造方法 |
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- 2020-09-16 CN CN202022034644.6U patent/CN212750918U/zh active Active
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