JP7197646B1 - 電気的検出位置を有する垂直型発光ダイオードチップパッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】電気的検出位置を有する垂直型発光ダイオードチップ及び電気的テストを実現するパッケージ構造。【解決手段】本発明は、発光ダイオードチップ１０とパッケージングキャリア３０とを含み、発光ダイオードチップは半導体エピタキシャル構造１３と、界面横方向延伸構造１２と、チップ導電性ベース構造１１と、半導体エピタキシャル構造の上方に位置するＮ型電極１４と、界面横方向延伸構造に位置するＰ型分流検出電極１５とを有し、チップ導電性ベース構造はＰ型一次電極１６を有し、パッケージングキャリアは複数の電極接点（５１、５２、５３）を含み、複数の電極接点を介してＮ型電極、Ｐ型分流検出電極及びＰ型一次電極が接続されることで、半導体エピタキシャル構造及びチップ導電性ベース構造における代替基板接着層１１Ｂ及びＰ型一次電極とパッケージングキャリアとの間のキャリアダイボンディング接着層４３１を評価する。【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオードのチップ構造に関し、特に、電気的検出位置を有する垂直型発光ダイオードチップ及びそのパッケージに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は半導体の電子と正孔の結合で高輝度を得る光源である。関連の製品は高輝度殺菌（紫外線）、自動車のヘッドライト及びテールライト（青色光、黄色光、赤色光）、プロジェクター用光源（青色光、緑色光、赤色光）、赤外線による危険検知（赤外線）に用いることができる。性能に優れた高出力ＬＥＤ部品には高輝度と高照度だけでなく、高い信頼性も求められる。例えば、自動車のヘッドライトモジュールでは、ＬＥＤが不動作になる場合に、夜間の安全走行に影響がある。自動車用ＬＥＤの場合は、たとえ１ｐｐｍという微小な不動作でも、自動車業界の基準からすれば改善が必要である。

図１に示すように、一実施例では、垂直型ＬＥＤチップ１のＳＭＤパッケージングを行う時には、キャリアダイボンディング接着層４ＡによってＰ電極２をパッケージングキャリア３のダイボンディング導電性ベース４に接着させ、ワイヤーボンディングによりＮ電極５の金線６をワイヤーボンディング端子７に電気的に接続させ、ダイボンディング導電性ベース４は導電性金属８を介してパッケージングキャリア３の他側に位置するアノード９Ａ（Ａｎｏｄｅ）に、ワイヤーボンディング端子７は同カソード９Ｂ（Ｃａｔｈｏｄｅ）に電気的に接続される。

垂直型ＬＥＤの場合は、垂直型ＬＥＤチップ１の主体構造は上方から下方へと半導体エピタキシャル構造１Ａと、界面構造１Ｂと、チップ導電性ベース構造１Ｃとの３つの部分を含む。

そのうち、半導体エピタキシャル構造１Ａは上方から下方へと順にＮ型半導体と、発光層と、Ｐ型半導体とである。チップ導電性ベース構造１Ｃは上方から下方へと順に構造金属層と、代替基板接着層１Ｃ１と、高熱伝導性代替基板とである。界面構造１Ｂでは一般的に一部の又は全体の金属がオーミック接触の方式で半導体エピタキシャル構造１ＡのＰ型半導体及びチップ導電性ベース構造１Ｃの構造金属層に接続される。当該高熱伝導性代替基板の下方はＰ電極２である。

チップ導電性ベース構造１Ｃは主に下方の高熱伝導性代替基板を主な支持構造とし、代替基板接着層１Ｃ１をウェハーとしてチップ工程においてそれを上方の構造金属層に接着させ、金属への接着を行うためには一般に金属共晶接合（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）（例えば、金スズ共晶（ＡｕＳｎ Ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ））が用いられ、平坦貼合工程には歩留まりの問題があり、接着工程で原料又は工程の不備により平坦でない平面や孔あるいは汚染が生じるとインピーダンスが異常に増えてしまい、大電流での動作中にチップに不均一な電流が生成して局所の熱集中が起きると、発光効率と信頼性が低下する恐れがある。

また、垂直型ＬＥＤチップ１とパッケージングキャリア３の導電性ダイボンディング接着を実現するためにはキャリアダイボンディング接着層４Ａを用いる必要があり、金属ダイボンディング導電性接着を行うために金属共晶（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）が一般的に用いられ、垂直型ＬＥＤチップの底部が平坦でなかったり接着粒子汚染（ｐａｒｔｉｃｌｅ）が認められたりすると、大電流での動作中に底部界面の抵抗が増えてしまって局所の熱集中が起きると、部品が損傷する恐れがある。

最後に、垂直型ＬＥＤパッケージング工程を必要とする部品の光学的又は電気的特性の測定では、アノード（Ａｎｏｄｅ）９Ａ及びカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）９Ｂをテスト接点としてテスト機器で検出することで、自動車用ＬＥＤの高い基準を満たすことができる。

しかし、従来、垂直型ＬＥＤチップ１について検出して、異常な電気的特性として高電圧（高いＶｆ）が認められる場合には、半導体エピタキシャル構造、界面構造及びチップ導電性ベース構造という全体の電気的特性であるため、異常の由来は半導体エピタキシャル構造の部分であるか、それともチップ導電性ベース構造の部分の代替基板接着層とキャリアダイボンディング接着層４Ａであるかを判定することができない。

また、半導体層の電圧と電流が微小であるというダイオードの特性により、チップ導電性ベース構造のノイズの影響で、順方向バイアス電圧又は逆方向バイアス電圧における微小な電気的特性を正確に測定できないため、エピタキシャルの品質判定が難しいのが現状である。

本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、主なる目的は複数の電気的テスト位置接点を有する垂直型発光ダイオードチップパッケージを開示して、半導体エピタキシャル構造と界面構造とチップ導電性ベース構造とパッケージングキャリアとの間の各層における正確な電気的テストを実現することである。

本発明は、発光ダイオードチップとパッケージングキャリアとを含む、電気的検出位置を有する垂直型発光ダイオードチップパッケージであり、当該発光ダイオードチップはチップ導電性ベース構造と、界面横方向延伸構造と、半導体エピタキシャル構造と、Ｎ型電極と、Ｐ型分流検出電極とを有する。当該チップ導電性ベース構造は下方側に位置するＰ型一次電極を有し、当該Ｐ型一次電極は平面ダイボンディングによる導電の方式で当該パッケージングキャリアに電気的に接続される。本発明において当該界面横方向延伸構造は、順に積層される高濃度Ｐ型半導体層と、オーミック接触層と、高導電性金属層とを含んで構成される。当該チップ導電性ベース構造の当該Ｐ型一次電極から遠い側には当該界面横方向延伸構造が設けられ、当該界面横方向延伸構造の上方平面には当該半導体エピタキシャル構造、当該Ｐ型分流検出電極がそれぞれ設けられる。当該半導体エピタキシャル構造と当該チップ導電性ベース構造は当該界面横方向延伸構造を介してオーミック接触している。

当該半導体エピタキシャル構造の当該チップ導電性ベース構造から遠い側には当該Ｎ型電極が設けられる。本発明において当該チップ導電性ベース構造は構造金属層と、代替基板接着層と、高熱伝導性代替基板とをさらに有し、当該構造金属層は当該界面横方向延伸構造の下方に位置し、当該構造金属層の下方は当該代替基板接着層によって当該高熱伝導性代替基板に接着され、当該高熱伝導性代替基板の下方に当該Ｐ型一次電極が設けられる。当該界面横方向延伸構造の下方の当該高導電性金属層は化学的に安定しておりオーミック接触に役立つ材料とする必要があり、そうして初めて当該チップ導電性ベース構造の最も上方の当該構造金属層に接続することができ、当該構造金属層は化学的に安定しており後続の金属共晶（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｂｏｎｄｉｎｇ）に役立つ材料とする必要がある。

当該高熱伝導性代替基板は当該チップ導電性ベース構造内に位置し一次構造支持層であり、当該代替基板接着層による金属共晶接着（Ｅｕｔｅｃｔｕｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）により、当該高熱伝導性代替基板と上方に当該半導体エピタキシャル構造を含む当該構造金属層が接続され、当該高熱伝導性代替基板の下方は当該Ｐ型一次電極である。

当該パッケージングキャリアは両側に位置する上側平面と、下側平面とを有し、当該下側平面にはアノードとカソードとが設けられ、当該上側平面には主部品第１電極と、主部品第２電極と、主部品第３電極と、電気的テスト第１位置接点と、電気的テスト第２位置接点と、電気的テスト第３位置接点とが設けられ、当該Ｎ型電極と当該主部品第１電極はチップ第１ワイヤーボンディング金属によって電気的に接続され、当該Ｐ型分流検出電極と当該主部品第２電極はチップ第２ワイヤーボンディング金属によって電気的に接続され、当該Ｐ型一次電極はキャリアダイボンディング接着層を介してそのまま当該主部品第３電極に接着されて電気的に接続される。当該電気的テスト第１位置接点は当該主部品第１電極及び当該カソードに電気的に接続され、当該電気的テスト第２位置接点は当該主部品第２電極に電気的に接続され、当該電気的テスト第３位置接点は当該主部品第３電極及び当該アノードに電気的に接続される。

このようにして、電気的テスト第１位置接点は主部品第１電極を介してＮ型電極に電気的に接続され、電気的テスト第２位置接点は主部品第２電極を介してＰ型分流検出電極に電気的に接続され、Ｎ型電極とＰ型分流検出電極との間の電気的特性が半導体エピタキシャル構造及び界面横方向延伸構造の電気的特性になる。

したがって電気的テスト第１位置接点及び電気的テスト第２位置接点で検出すれば半導体エピタキシャル構造及び界面横方向延伸構造の電気的特性を知ることができ、とりわけ順方向バイアス電圧と逆方向バイアス電圧下における半導体エピタキシャル構造（ダイオード）の電気的特性としての微小な数値を正確に測定することができ、半導体エピタキシャル構造に関するエピタキシャル工程の質をより効果的に評価することができる。

また、電気的テスト第３位置接点が主部品第３電極を介してＰ型一次電極に電気的に接続されるため、電気的テスト第２位置接点及び電気的テスト第３位置接点で検出すればチップ導電性ベース構造及びＰ型一次電極と主部品第３電極との間のキャリアダイボンディング接着層の電気的特性を知ることができ、さらに代替基板接着層及びキャリアダイボンディング接着層に関する工程の質を評価することができる。

図１は従来の発光ダイオードパッケージ構造の断面模式図である。 図２は本発明の第１実施例に係るパッケージ構造の回路模式図である。 図３は本発明の第１実施例に係るパッケージ構造の断面模式図である。 図４は本発明の一実施例に係るチップ構造の断面模式図である。 図５は本発明の別の実施例に係るチップ構造の断面模式図である。 図６は本発明の別の実施例に係るチップ構造の断面模式図である。 図７は本発明の第１実施例に係るパッケージングキャリアの上面模式図である。 図８は本発明の第１実施例に係るパッケージングキャリアの下面模式図である。 図９は本発明の第２実施例に係るパッケージ構造の回路模式図である。 図１０は本発明の第２実施例に係るパッケージ構造の断面模式図である。 図１１は本発明の第２実施例に係るパッケージングキャリアの上面模式図である。

本発明の特徴、目的及び利点の一層の理解のために、好ましい実施例を挙げ図面を参照して説明する。
図２及び図３に示すように、本発明の第１実施例は発光ダイオードチップ１０と、パッケージングキャリア３０とを含み、発光ダイオードチップ１０はチップ導電性ベース構造１１と、界面横方向延伸構造１２と、半導体エピタキシャル構造１３と、Ｎ型電極１４と、Ｐ型分流検出電極１５とを有し、チップ導電性ベース構造１１は下方側に位置するＰ型一次電極１６を有し、チップ導電性ベース構造１１のＰ型一次電極１６から遠い側には界面横方向延伸構造１２が設けられ、界面横方向延伸構造１２の上方平面には半導体エピタキシャル構造１３、Ｐ型分流検出電極１５がそれぞれ設けられ、半導体エピタキシャル構造１３とチップ導電性ベース構造１１は界面横方向延伸構造１２を介してオーミック接触しており、半導体エピタキシャル構造１３のチップ導電性ベース構造１１から遠い側にはＮ型電極１４が設けられる。

パッケージングキャリア３０は両側に位置する上側平面３０１と、下側平面３０２とを有し、下側平面３０２にはアノード３１３とカソード３１１とが設けられ、上側平面３０１には主部品第１電極４１と、主部品第２電極４２と、主部品第３電極４３と、電気的テスト第１位置接点５１と、電気的テスト第２位置接点５２と、電気的テスト第３位置接点５３とが設けられ、Ｎ型電極１４と主部品第１電極４１はチップ第１ワイヤーボンディング金属６１によって電気的に接続され、Ｐ型分流検出電極１５と主部品第２電極４２はチップ第２ワイヤーボンディング金属６２によって電気的に接続され、Ｐ型一次電極１６はキャリアダイボンディング接着層４３１（ダイボンディング導電性接着剤又は金属）によってそのまま主部品第３電極４３に接着されて電気的に接続される。電気的テスト第１位置接点５１は主部品第１電極４１及びカソード３１１に電気的に接続され、電気的テスト第２位置接点５２は主部品第２電極４２に電気的に接続され、電気的テスト第３位置接点５３は主部品第３電極４３及びアノード３１３に電気的に接続される。

実際の構造としては、パッケージングキャリア３０にはセラミック基板（窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ケイ素）、銅基板、ＢＴ（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ Ｔｒｉａｚｉｎｅ）板などを選んでもよく、パッケージングキャリア３０は単層の板とされてもよいし又は複数層の板とされてもよい。主部品第１電極４１とカソード３１１はパッケージングキャリア３０を貫通するキャリア金属である第１導電性金属７１を介して電気的に接続され、主部品第３電極４３とアノード３１３はパッケージングキャリア３０を貫通するキャリア金属である第２導電性金属７３を介して電気的に接続される。また、パッケージングキャリア３０は複数層の板構造であってもよく、電気的テスト第１位置接点５１と主部品第１電極４１、電気的テスト第２位置接点５２と主部品第２電極４２及び電気的テスト第３位置接点５３と主部品第３電極４３が電気的に接続されることとして、パッケージングキャリア３０に内蔵された金属導電層３０３、３０４、３０５（図３参照）で電気的に接続されることであってもよく、且つ金属導電層３０３、３０４、３０５はパッケージングキャリア３０の上側平面３０１に形成されてもよい（図７参照）。

図４に示すように、一実施例では、半導体エピタキシャル構造１３は順に積層されるＰ型半導体１３Ａと、活性層１３Ｂと、Ｎ型半導体１３Ｃとを含み、Ｎ型電極１４はＮ型半導体１３Ｃに位置し、チップ導電性ベース構造１１は順に積層される高熱伝導性代替基板１１Ａと、代替基板接着層１１Ｂと、構造金属層１１Ｃとをさらに有する。Ｐ型半導体１３ＡとＰ型分流検出電極１５はそれぞれ界面横方向延伸構造１２の異なる位置に位置する。界面横方向延伸構造１２は順に積層される高導電性金属層１２Ａと、オーミック接触層１２Ｂと、高濃度Ｐ型半導体導電層１２Ｃとを含み、且つＰ型分流検出電極１５は界面横方向延伸構造１２の縁部の外側に位置する。高導電性金属層１２Ａは構造金属層１１Ｃの上方に位置し、Ｐ型半導体１３ＡとＰ型分流検出電極１５はそれぞれ高濃度Ｐ型半導体導電層１２Ｃに位置する。当該実施例では、４元素（アルミニウム、ガリウム、インジウム、リン）ＬＥＤによく用いられるものとして、高濃度Ｐ型半導体導電層１２Ｃはｐ－ＧａＰであってもよく、オーミック接触層１２Ｂはオーミック接触金属１２Ｂ１と透明材料１２Ｂ２の組み合わせであってもよく、且つオーミック接触金属１２Ｂ１は複数の円筒状（ＢｅＡｕ円筒状）構造（図４の斜線枠参照）として上下の２層に接触して接続させ、又はオーミック接触金属１２Ｂ１はオーミック接触伝導性ブロックであってもよく、高導電性金属層１２ＡはＡｇ／ＴｉＷ／Ｐｔである。

図５に示すように、別の実施例では、Ｐ型分流検出電極１５はそのままオーミック接触層１２Ｂに位置してもよい。当該構造は窒化物青色光ＬＥＤ（アルミニウム、ガリウム、インジウム、窒素）によく用いられ、高濃度Ｐ型半導体導電層１２Ｃはｐ－ＧａＮ又はｐ－ＩｎＧａＮであってもよく、オーミック接触層１２ＢはＩＴＯであり、高導電性金属層１２ＡはＡｇとＴｉＷである。

図６に示すように、別の実施例では、Ｐ型分流検出電極１５はそのまま高導電性金属層１２Ａに位置してもよい。当該構造は窒化物青色光ＬＥＤによく用いられ、高濃度Ｐ型半導体導電層１２Ｃはｐ－ＧａＮ又はｐ－ＩｎＧａＮであってもよく、オーミック接触層１２ＢはＡｇであり、高導電性金属層１２ＡはＴｉＷ、Ｐｔ又はそれらの混合物である。

Ｐ型分流検出電極１５による電気的検出を備える垂直型発光ダイオードチップと検出位置を有するパッケージングキャリア３０の組み合わせの設計は以下のとおりである。図７に示すように、パッケージングキャリア３０の上側平面３０１は主部品第３電極４３としてダイボンディングベース３３を有してもよく、発光ダイオードチップ１０のＰ型一次電極１６（図７では不図示）が導電可能にダイボンディングベース３３にダイボンディングされ、当該Ｎ型電極はチップ第１ワイヤーボンディング金属６１を介して主部品第１電極４１に電気的に接続され、Ｐ型分流検出電極１５はチップ第２ワイヤーボンディング金属６２を介して主部品第２電極４２に電気的に接続される。且つパッケージングキャリア３０の上側平面３０１はまた２つの異なるワイヤーボンディング端子３４Ａ、３４Ｂを有してもよく、当該２つの異なるワイヤーボンディング端子のうち３４Ａは主部品第１電極４１として、３４Ｂは主部品第２電極４２として使用される。

図８に示すように、パッケージングキャリア３０の下側平面３０２にはカソード３１１及びアノード３１３の他にも、かさ上げ層３１５が設けられてもよく、かさ上げ層３１５の高さはカソード３１１、アノード３１３の高さに等しく、これにより後続の工程の要件が満たされる。

図９及び図１０に示すように、本発明の第２実施例であり、第１実施例と比べて、パッケージングキャリア３０は副部品第１電極８１と、副部品第２電極８４と、電気的テスト第４位置接点５４とをさらに含み、副部品第１電極８１は電気的テスト第１位置接点５１に電気的に接続され、副部品第２電極８４は電気的テスト第４位置接点５４に電気的に接続され、且つ副部品第１電極８１と副部品第２電極８４との間にはツェナーダイオード８５が電気的に接続される。実際の構成としては、副部品第１電極８１と電気的テスト第１位置接点５１は金属導電層３０３を介して電気的に接続され、副部品第２電極８４と電気的テスト第４位置接点５４は金属導電層３０６を介して電気的に接続される。

また、ツェナーダイオード８５には双方向ツェナーダイオード（Ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｚｅｎｅｒ Ｄｉｏｄｅｓ）を選んでもよく、異なる方向で設けられる単方向ツェナーダイオード８５Ａ及び単方向ツェナーダイオード８５Ｂを含む（図９参照）。又は単方向ツェナーダイオード８５Ａだけを使用してもよく、単方向ツェナーダイオード８５Ａ（Ｚｅｎｅｒ Ｄｉｏｄｅ）である場合には、単方向ツェナーダイオード８５Ａは反対の極性で発光ダイオードチップ１０に並列に接続される必要がある。

本発明の第２実施例で、発光ダイオードパッケージ構造の回路に４つのテスト接点があり、電気的テスト第１位置接点５１、電気的テスト第２位置接点５２、電気的テスト第３位置接点５３及び電気的テスト第４位置接点５４である。図９に示すように、電気的テスト第１位置接点５１及び電気的テスト第４位置接点５４を選んでテストを行う場合には、ツェナーダイオード８５が正常に動作するかどうかをテストするために利用できる。電気的テスト第２位置接点５２及び電気的テスト第３位置接点５３を選んでテストを行う場合には、代替基板接着層１１Ｂ及びＰ型一次電極１６とパッケージングキャリア３０との間のキャリアダイボンディング接着層４３１の電気的特性を知ることができる。

電気的テスト第１位置接点５１及び電気的テスト第２位置接点５２を選んでテストを行う場合には、順方向バイアス電圧又は逆方向バイアス電圧下における半導体エピタキシャル構造１３の微小な電圧と電流の特性を正確に検出することができる。

また、ツェナーダイオード８５が存在する場合に、発光ダイオードチップ１０の小電流下の順方向電圧Ｖｆ、及び発光ダイオードチップ１０の逆方向バイアス電圧において漏れ電流が異常に増大するかどうかを測定することができ、逆方向バイアス漏れ電流が増大する原因は半導体における欠陥の拡大であり、パッケージング工程における機械的応力と熱応力や高度なテストを受けるために高温炉に入れる製品の劣化又はＥＳＤテストなどである。

テストが完了した後、電気的テスト第２位置接点５２、電気的テスト第３位置接点５３及び電気的テスト第４位置接点５４は導電性金属９０を介して電気的に接続される。導電性金属９０はワイヤーボンディング工程の金線を用いてもよいし、又は半導体フィルムとして形成されてもよい。

また、パッケージングキャリア３０上の部品を保護するために、テストが完了した後、図３に示すように、パッケージングキャリア３０の上側平面３０１を覆ってパッケージングするパッケージング材９１をさらに含んでもよく、これによりパッケージングキャリア３０上の部品を保護することができる。

又は、図１０に示すように、第１パッケージング材９２及び第２パッケージング材９３をさらに含んでもよく、第１パッケージング材９２によって発光ダイオードチップ１０、チップ第１ワイヤーボンディング金属６１、チップ第２ワイヤーボンディング金属６２、ツェナーダイオード８５、主部品第１電極４１、主部品第２電極４２、主部品第３電極４３、副部品第１電極８１及び副部品第２電極８４が覆われる。

また、パッケージングされていない電気的テスト第１位置接点５１、電気的テスト第２位置接点５２、電気的テスト第３位置接点５３及び電気的テスト第４位置接点５４を用いてテストを行えば、パッケージング工程の時に、チップ第１ワイヤーボンディング金属６１、チップ第２ワイヤーボンディング金属６２がパッケージング材９１（図３参照）又は第１パッケージング材９２（図１０参照）によって牽引さると発光ダイオードチップ１０が間接的に牽引され破壊されて、微細な亀裂が形成され又はフィルムが剥離されると、不動作又は不安定になるという従来の問題を解決することができる。

テストが完了した後、同様に、電気的テスト第２位置接点５２、電気的テスト第３位置接点５３と電気的テスト第４位置接点５４は導電性金属９０を介して電気的に接続される。最後に第２パッケージング材９３で導電性金属９０、電気的テスト第１位置接点５１、電気的テスト第２位置接点５２、電気的テスト第３位置接点５３及び電気的テスト第４位置接点５４を覆えば、全体のパッケージング工程が完了する。

また、部品が不動作になる場合には、第２パッケージング材９３だけを取り外して、導電性金属９０を取り外し又は遮断させれば、発光ダイオードチップ１０の損傷は避けられ、再び検出すれば、部品の不動作の原因を判明することができる。

図１１に示すように、本発明の第２実施例に係るパッケージングキャリアの上面模式図である。図７と比べると、電気的テスト第４位置接点５４、副部品第１電極８１、副部品第２電極８４及びツェナーダイオード８５がさらに設けられ、ツェナーダイオード８５は副部品第１電極８１及び副部品第２電極８４に電気的に接続され、副部品第１電極８１及び主部品第１電極４１は同一のワイヤーボンディング端子３４Ａによって構成され、別のワイヤーボンディング端子３４Ｂは主部品第２電極４２であり、副部品第２電極８４はもう１つのワイヤーボンディング端子３４Ｃによって構成され、且つ副部品第２電極８４と電気的テスト第４位置接点５４は金属導電層３０６を介して電気的に接続される。

上述した内容から分かるように、本発明は少なくとも以下の利点を有する。
１．Ｐ型分流検出電極は半導体エピタキシャル構造とチップ導電性ベース構造の界面における界面横方向延伸構造に位置し、電気的テスト第２位置接点がＰ型分流検出電極に接続していれば、半導体エピタキシャル構造とチップ導電性ベース構造のそれぞれの電気的特性を測定でき、半導体部品の特性の正確なテストを行うことで、信頼性を一層向上させる。

２．電気的テスト第１位置接点、電気的テスト第２位置接点、電気的テスト第３位置接点はパッケージングキャリアの上側平面に集中して設けられ、プローブを上方から下方へと接触させて測定することが可能であり、利便性と正確性の両立が図られ、しかもテストした後は、複数のテスト接点の端子を簡単にかつ安定的に接続させることができ、ＬＥＤ部品の特性に影響はない。

３．第２実施例では、電気的テスト第４位置接点を追加することで、当該ツェナーダイオードが存在する場合に逆方向バイアス電圧下における発光ダイオードチップの電気的特性を測定することができ、また高温劣化又はＥＳＤテスト後にも逆方向バイアス漏れ電流があるかどうかを判断することができ、発光ダイオードチップの信頼性の向上にもつながる。

４．第２実施例では、ツェナーダイオードの機能が正常であるかどうかをテストすることで、ツェナーダイオードの不動作により部品全体が不動作になることが避けられる。

１ 垂直型ＬＥＤチップ
１Ａ 半導体エピタキシャル構造
１Ｂ 界面構造
１Ｃ チップ導電性ベース構造
１Ｃ１ 代替基板接着層
２ Ｐ電極
３ パッケージングキャリア
４ ダイボンディング導電性ベース
４Ａ ダイボンディング接着層
５ Ｎ電極
６ 金線
７ ワイヤーボンディング端子
８ 導電性金属
９Ａ アノード
９Ｂ カソード
１０ 発光ダイオードチップ
１１ チップ導電性ベース構造
１１Ａ 高熱伝導性代替基板
１１Ｂ 代替基板接着層
１１Ｃ 構造金属層
１２ 界面横方向延伸構造
１２Ａ 高導電性金属層
１２Ｂ オーミック接触層
１２Ｂ１ オーミック接触金属
１２Ｂ２ 透明材料
１３ 半導体エピタキシャル構造
１３Ａ Ｐ型半導体
１３Ｂ 活性層
１３Ｃ Ｎ型半導体
１４ Ｎ型電極
１５ Ｐ型分流検出電極
１６ Ｐ型一次電極
３０ パッケージングキャリア
３０１ 上側平面
３０２ 下側平面
３０３，３０４，３０５，３０６金属導電層
３１１ カソード
３１３ アノード
３１５ かさ上げ層
３３ ダイボンディングベース
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ ワイヤーボンディング端子
４１ 主部品第１電極
４２ 主部品第２電極
４３ 主部品第３電極
４３１ ダイボンディング接着層
５１ 電気的テスト第１位置接点
５２ 電気的テスト第２位置接点
５３ 電気的テスト第３位置接点
５４ 電気的テスト第４位置接点
６１ チップ第１ワイヤーボンディング金属
６２ チップ第２ワイヤーボンディング金属
７１ 貫通するキャリア金属である第１導電性金属
７３ 貫通するキャリア金属である第２導電性金属
８１ 副部品第１電極
８４ 部品第２電極
８５ ツェナーダイオード
８５Ａ、８５Ｂ 単方向ツェナーダイオード
９０ 導電性金属
９１ パッケージング材
９２ 第１パッケージング材
９３ 第２パッケージング材

Claims (15)

1. チップ導電性ベース構造と、界面横方向延伸構造と、半導体エピタキシャル構造と、Ｎ型電極と、Ｐ型分流検出電極とを有し、前記チップ導電性ベース構造は下方側に位置するＰ型一次電極を有し、前記チップ導電性ベース構造の前記Ｐ型一次電極から遠い側には前記界面横方向延伸構造が設けられ、前記界面横方向延伸構造の上方平面には前記半導体エピタキシャル構造、前記Ｐ型分流検出電極がそれぞれ設けられ、前記半導体エピタキシャル構造と前記チップ導電性ベース構造は前記界面横方向延伸構造を介してオーミック接触しており、前記半導体エピタキシャル構造の前記チップ導電性ベース構造から遠い側には前記Ｎ型電極が設けられ、前記チップ導電性ベース構造は構造金属層と、代替基板接着層と、高熱伝導性代替基板とをさらに有し、前記構造金属層は前記界面横方向延伸構造の下方に位置し、前記構造金属層の下方は前記代替基板接着層によって前記高熱伝導性代替基板に接着され、前記高熱伝導性代替基板の下方に前記Ｐ型一次電極が設けられる発光ダイオードチップと、
   両側に位置する上側平面と、下側平面とを有し、前記下側平面にはアノードとカソードとが設けられ、前記上側平面には主部品第１電極と、主部品第２電極と、主部品第３電極と、電気的テスト第１位置接点と、電気的テスト第２位置接点と、電気的テスト第３位置接点とが設けられ、前記Ｎ型電極と前記主部品第１電極はチップ第１ワイヤーボンディング金属によって電気的に接続され、前記Ｐ型分流検出電極と前記主部品第２電極はチップ第２ワイヤーボンディング金属によって電気的に接続され、前記Ｐ型一次電極はキャリアダイボンディング接着層を介してそのまま前記主部品第３電極に接着されて電気的に接続され、前記電気的テスト第１位置接点は前記主部品第１電極及び前記カソードに電気的に接続され、前記電気的テスト第２位置接点は前記主部品第２電極に電気的に接続され、前記電気的テスト第３位置接点は前記主部品第３電極及び前記アノードに電気的に接続されるパッケージングキャリアとを含むことを特徴とする電気的検出位置を有する垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
2. 前記パッケージングキャリアは副部品第１電極と、副部品第２電極と、電気的テスト第４位置接点とをさらに含み、前記副部品第１電極は前記電気的テスト第１位置接点に電気的に接続され、前記副部品第２電極は前記電気的テスト第４位置接点に電気的に接続され、且つ前記副部品第１電極と前記副部品第２電極との間にはツェナーダイオードが電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
3. 前記ツェナーダイオードは単方向ダイオードであり、且つ前記ツェナーダイオードは反対の極性で前記発光ダイオードチップに並列に接続されることを特徴とする請求項２に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
4. 前記電気的テスト第２位置接点、前記電気的テスト第３位置接点及び前記電気的テスト第４位置接点は導電性金属を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
5. 前記パッケージングキャリアの前記上側平面を覆ってパッケージングするパッケージング材をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
6. 前記発光ダイオードチップ、前記チップ第１ワイヤーボンディング金属、前記チップ第２ワイヤーボンディング金属、前記ツェナーダイオード、前記主部品第１電極、前記主部品第２電極、前記主部品第３電極、前記副部品第１電極及び前記副部品第２電極を覆う第１パッケージング材をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
7. 前記電気的テスト第２位置接点、前記電気的テスト第３位置接点及び前記電気的テスト第４位置接点は導電性金属を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
8. 前記導電性金属、前記電気的テスト第１位置接点、前記電気的テスト第２位置接点、前記電気的テスト第３位置接点及び前記電気的テスト第４位置接点を覆う第２パッケージング材をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
9. 前記主部品第１電極と前記カソードは前記パッケージングキャリアを貫通するキャリア金属である第１導電性金属を介して電気的に接続され、前記主部品第３電極と前記アノードは前記パッケージングキャリアを貫通するキャリア金属である第２導電性金属を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
10. 前記半導体エピタキシャル構造は順に積層されるＰ型半導体と、活性層と、Ｎ型半導体とを含み、前記Ｎ型電極は前記Ｎ型半導体に位置し、且つ前記Ｐ型半導体と前記Ｐ型分流検出電極はそれぞれ前記界面横方向延伸構造の異なる位置に位置することを特徴とする請求項１に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
11. 前記界面横方向延伸構造は順に積層される高導電性金属層と、オーミック接触層と、高濃度Ｐ型半導体導電層とを含み、且つ前記Ｐ型分流検出電極は前記界面横方向延伸構造の縁部に位置することを特徴とする請求項１０に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
12. 前記高導電性金属層は前記構造金属層の上方に位置し、前記Ｐ型半導体と前記Ｐ型分流検出電極はそれぞれ前記高濃度Ｐ型半導体導電層に位置することを特徴とする請求項１１に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
13. 前記高導電性金属層は前記構造金属層の上方に位置し、前記Ｐ型半導体は前記高濃度Ｐ型半導体導電層に位置し、前記Ｐ型分流検出電極は前記オーミック接触層に位置することを特徴とする請求項１１に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
14. 前記高導電性金属層は前記構造金属層の上方に位置し、前記Ｐ型半導体は前記高濃度Ｐ型半導体導電層に位置し、前記Ｐ型分流検出電極は前記高導電性金属層に位置することを特徴とする請求項１１に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。
15. 前記オーミック接触層はオーミック接触金属と透明材料の組み合わせであり、且つ前記オーミック接触金属は複数の円筒状構造であることを特徴とする請求項１１に記載の垂直型発光ダイオードチップパッケージ。

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