一種具有高可靠性的led芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED芯片，在具有較高的深寬比的溝槽內(nèi)填充具有高絕緣性能、高韌性、與GaN層具有高粘結(jié)性的絕緣有機(jī)硅膠，通過降低溝槽的深度以降低后續(xù)在絕緣層沉積和金屬蒸鍍時因?yàn)楦叨炔钐蠖鸬慕^緣物和金屬斷裂的風(fēng)險，增加LED倒裝高壓芯片在制備過程中的良率，以及日后在使用過程中的可靠性。本發(fā)明還涉及一種具有同側(cè)P/N電極的LED芯片，在同側(cè)P電極與N電極間的溝槽內(nèi)填充具有高絕緣性能、高韌性的絕緣有機(jī)硅膠，有效避免和防止在后續(xù)封裝過程中由于錫膏連通P/N電極而造成的漏電異常和風(fēng)險。
【專利說明】
一種具有局可靠性的LED巧片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種高可靠性的L抓忍片，特別設(shè)及L抓高壓忍片W及具有同側(cè)P/N電 極的L邸忍片，屬于半導(dǎo)體領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管化i曲t Emitting Diode,簡稱LED)是一種半導(dǎo)體固態(tài)發(fā)光器件，利用 半導(dǎo)體P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成。Lm)器件具有開啟電壓低、體積小、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、壽命 長、無污染等良好光電性能，因此在室外室內(nèi)照明、背光、顯示、交通指示等領(lǐng)域具有越來越 廣泛的應(yīng)用。
[0003] Lm)忍片結(jié)構(gòu)有=種類型，分別為水平結(jié)構(gòu)(正裝忍片）、垂直結(jié)構(gòu)（垂直結(jié)構(gòu)忍片） 和倒裝結(jié)構(gòu)（倒裝忍片），在運(yùn)=種忍片結(jié)構(gòu)的接觸上都可W制作高壓忍片，即正裝高壓忍 片、垂直高壓忍片和倒裝高壓忍片。高壓忍片相比于低壓忍片或常壓忍片具有一些優(yōu)勢，最 主要的優(yōu)勢在于相同尺寸的忍片在光效不降低的前提下在封裝過程中可W使用多顆高壓 忍片串聯(lián)成220V繼而省略掉變壓器運(yùn)一部件，既能降低成本又能更容易集成化制作燈具。 高壓忍片相對于低壓忍片或常壓忍片在制備上具有更多的工序，在深刻蝕到PSS (Patterned Sapphire Substrate,圖形化襯底）工序、PA絕緣物對PSS的包覆、金屬橋連的 蒸鍛等一些工藝點(diǎn)上還不夠成熟，導(dǎo)致高壓忍片的可靠性能較差，進(jìn)而導(dǎo)致市場上高壓忍 片的普及率較低。
[0004] 具體的，倒裝高壓忍片相比于倒裝忍片，在制備過程中需要增加一道橋連的工序， 即將一顆忍片的P電極(或N電極)與另外一顆忍片的N電極(或P電極)相連，在橋連的過程中 需要跨越一個深約6~祉m的溝槽，若溝槽內(nèi)的PA絕緣物或金屬因各種原因造成斷裂則在后 續(xù)的忍片使用過程中可靠性能會急劇降低。目前在高壓忍片制備過程中，一般都是PA絕緣 物和金屬沉積在刻蝕出的深溝槽里，運(yùn)樣會因?yàn)榭涛g出的溝槽深并且睹，從而造成PA絕緣 物和金屬的斷裂，進(jìn)而造成忍片短路或者可靠性能變差。
[0005] 如圖IA所示，對于具有同側(cè)P/N電極的Lm)倒裝忍片，在后續(xù)的封裝過程中會使用 錫膏回流焊的方式將忍片固定在封裝基板80 '上，一般情況下P電極30 '和N電極40 '之間的 溝槽50'內(nèi)是沒有設(shè)置高于電極面的絕緣保護(hù)結(jié)構(gòu)的；如圖IB所示，在錫膏回流焊的過程 中，錫膏70 '會溢流到P電極30 '和N電極40 '之間的溝槽50 '內(nèi)，從而造成P電極30 '和N電極 40'之間連通，引起漏電風(fēng)險。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的一個目的是在Lm)忍片的具有較高的深寬比的溝槽內(nèi)填充絕緣有機(jī)娃 膠，通過降低溝槽深度W降低后續(xù)在絕緣層沉積和金屬蒸鍛時因?yàn)楦叨炔钐蠖鸬慕^ 緣物和金屬斷裂的風(fēng)險。
[0007] 本發(fā)明的另一個目的是在具有同偵陽/N電極的LED忍片的P電極與N電極間的溝槽 內(nèi)填充絕緣有機(jī)硅膠，有效避免和防止在后續(xù)封裝過程中由于錫膏連通P/N電極而造成的 漏電異常和風(fēng)險。
[000引為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案是提供一種Lm)忍片，由多個忍片單元 依次串聯(lián)組成，且相鄰兩個忍片單元之間設(shè)置有外溝槽，其中，在所述的外溝槽內(nèi)填充有絕 緣有機(jī)硅膠，W降低外溝槽與位于其兩側(cè)的忍片單元的臺面之間的高度。
[0009] 所述的外溝槽的側(cè)壁與水平面之間的角度a為20°到60°，優(yōu)選a為20°到40°。
[0010] 所述的絕緣有機(jī)硅膠采用光刻方式進(jìn)行填充，并采用烘烤方式進(jìn)行固化，烘烤溫 度為 200°C ~500°C。
[0011] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述的絕緣有機(jī)硅膠填充在外溝槽的底部表面 上;在所述的絕緣有機(jī)硅膠的頂端、外溝槽的側(cè)壁W及位于外溝槽兩側(cè)的忍片單元的臺面 邊緣上還覆蓋設(shè)置有第一絕緣層;該第一絕緣層的剖面呈倒Q形。
[0012] 在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述的絕緣有機(jī)硅膠填充在外溝槽的底部表面 上，外溝槽的側(cè)壁表面上W及位于外溝槽兩側(cè)的忍片單元的臺面邊緣上，填充后的絕緣有 機(jī)硅膠的剖面呈倒Q形;在所述的絕緣有機(jī)硅膠外部覆蓋并包圍設(shè)置有第一絕緣層;該第 一絕緣層的剖面呈倒Q形。
[0013] 本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是提供一種Lm)高壓忍片，采用所述的Lm)忍片制成，其 特征在于，每個所述的忍片單元包含:襯底;GaN層，沉積設(shè)置在襯底上，包含第一導(dǎo)電類型 的GaN薄膜層和第二導(dǎo)電類型的GaN薄膜層；內(nèi)溝槽，開設(shè)在每個忍片單元上，底部露出第一 導(dǎo)電類型的GaN薄膜層，并由該內(nèi)溝槽分隔形成兩個第二導(dǎo)電類型的GaN臺面;金屬勢壘層， 沉積設(shè)置在兩個第二導(dǎo)電類型的GaN臺面上;第二絕緣層，沉積設(shè)置在兩個第二導(dǎo)電類型的 GaN臺面上W及內(nèi)溝槽內(nèi)，該第二絕緣層在每個內(nèi)溝槽內(nèi)形成第一導(dǎo)電類型的GaN開孔，露 出第一導(dǎo)電類型的GaN薄膜層，W及在每個忍片單元的其中一個第二導(dǎo)電類型的GaN臺面上 形成第二導(dǎo)電類型的GaN開孔，露出金屬勢壘層;第一導(dǎo)電類型連接層和第二導(dǎo)電類型連接 層，沉積設(shè)置在第二絕緣層上，第一導(dǎo)電類型連接層通過第一導(dǎo)電類型的GaN開孔與第一導(dǎo) 電類型的GaN薄膜層連接，第二導(dǎo)電類型連接層通過第二導(dǎo)電類型的GaN開孔與金屬勢壘層 連接。
[0014] 進(jìn)一步，其中每個忍片單元內(nèi)的第一導(dǎo)電類型連接層與相鄰另一個忍片單元內(nèi)的 第二導(dǎo)電類型連接層之間形成橋連;其中第一個忍片單元內(nèi)的第二導(dǎo)電類型連接層通過第 二導(dǎo)電類型金屬墊層與封裝基板粘合，W及最后一個忍片單元內(nèi)的第一導(dǎo)電類型連接層通 過第一導(dǎo)電類型金屬墊層與封裝基板粘合。
[0015] 本發(fā)明的又一個技術(shù)方案是提供一種具有同側(cè)P/N電極的Lm)忍片，其中，在位于P 電極與N電極之間的溝槽內(nèi)，填充有絕緣有機(jī)硅膠;且所述的絕緣有機(jī)硅膠的高度高于P電 極W及N電極的高度。
[0016] 所述的絕緣有機(jī)硅膠與封裝基板相接觸;所述的P電極W及N電極通過錫膏與封裝 基板粘合。
[0017] 綜上所述，本發(fā)明所提供的具有高可靠性的L邸忍片，對于L邸忍片，在具有較高的 深寬比(n〉0.5)的溝槽內(nèi)填充具有高絕緣性能、高初性、與GaN層具有高粘結(jié)性的絕緣有機(jī) 硅膠，用W降低溝槽的深度，降低了后續(xù)在絕緣層沉積和金屬蒸鍛時因?yàn)楦叨炔钐?溝槽 睹且深)而引起的絕緣物和金屬斷裂的風(fēng)險，增加Lm)倒裝高壓忍片在制備過程中的良率， W及日后在使用過程中的可靠性。對于具有同側(cè)P/N電極的Lm)忍片，在同側(cè)P電極與N電極 間的溝槽內(nèi)填充具有高絕緣性能、高初性的絕緣有機(jī)硅膠，有效避免和防止在后續(xù)封裝過 程中由于錫膏連通P/N電極而造成的漏電異常和風(fēng)險。
【附圖說明】
[0018] 圖IA和圖IB所示為現(xiàn)有技術(shù)中的具有同側(cè)P/N電極的Lm)倒裝忍片的封裝方法的 示意圖；
[0019] 圖IC和圖ID所示為本發(fā)明中的具有同側(cè)P/N電極的Lm)倒裝忍片的封裝方法的示 意圖；
[0020] 圖2~圖14所示為本發(fā)明中的LED倒裝高壓忍片制備方法中對應(yīng)各個步驟的結(jié)構(gòu) 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] W下結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的L邸忍片及其制備方法的【具體實(shí)施方式】。
[0022] 本發(fā)明W由兩個忍片單元串聯(lián)組成的Lm)倒裝高壓忍片為例，詳細(xì)介紹其結(jié)構(gòu)W 及制備方法，但并不W此為限。本發(fā)明同樣適用于由多個忍片單元串聯(lián)組成的其他類型的 L邸忍片，包括L邸正裝高壓忍片、L邸垂直高壓忍片等。
[0023] W由兩個忍片單元串聯(lián)組成的L邸倒裝高壓忍片為例，其制備方法包含W下步驟：
[0024] S1、在晶圓的襯底1上沉積包含N-GaN( N-氮化嫁)薄膜層2和P-GaN( P-氮化嫁)薄膜 層4的GaN層，通過刻蝕在晶圓上形成若干外溝槽5,并由該外溝槽5的分隔在晶圓上形成若 干忍片單元，并通過刻蝕在每個忍片單元上形成內(nèi)溝槽6,并由該內(nèi)溝槽6的分隔形成兩個 P-GaN臺面(Mesa)。
[0025] 所述的Sl中，具體包含W下步驟：
[00%] Sl 1、如圖2所示，在晶圓的藍(lán)寶石(Sap地ire)襯底1上沉積GaN層，具體包括分別依 次生長N-GaN薄膜層2、MQW(Multiple如antumWell，多量子阱）薄膜層3W及P-GaN薄膜層 4。
[0027] S12、如圖3A所示，沿晶圓的橫向方向和/或縱向方向，每間隔一段距離將P-GaN薄 膜層4、MQW薄膜層3和N-GaN薄膜層2通過等離子刻蝕方式刻蝕去除，直至露出藍(lán)寶石襯底1， 形成若干外溝槽5,并由該外溝槽5的分隔而形成若干個獨(dú)立的忍片單元;所述的外溝槽5的 底部表面為藍(lán)寶石襯底1，側(cè)壁表面包含P-GaN薄膜層4、MQW薄膜層3和N-GaN薄膜層2。
[002引其中，相鄰忍片單元之間的外溝槽5的高度為6~如m，且該外溝槽5的深寬比n> 0.50
[0029] 其中，利用BCl3(S氯化棚）、Cl2(氯氣）、Ar(氣氣)等氣體形成等離子體對晶圓進(jìn)行 刻蝕，并且通過直接使用光刻膠作為刻蝕掩膜保證刻蝕出的外溝槽5的側(cè)壁與水平面之間 的角度a在20°到60°范圍之間（如圖3B所示），優(yōu)選a為20°到40°，不能太大。
[0030] S13、如圖4所示，在每個忍片單元上，將P-GaN薄膜層4、MQW薄膜層3和部分N-GaN薄 膜層2通過等離子刻蝕方式刻蝕去除，直至露出N-GaN薄膜層2,形成內(nèi)溝槽6, W及兩個P- GaN臺面;所述的內(nèi)溝槽6的底部表面為N-GaN薄膜層2,側(cè)壁表面包含P-GaN薄膜層4、MQW薄 膜層3和N-GaN薄膜層2。
[0031] 其中，利用BCl3、Cb、Ar等氣體形成等離子體對每個忍片單元進(jìn)行刻蝕。
[0032] S2、在相鄰忍片單元之間的外溝槽5內(nèi)填充絕緣有機(jī)硅膠7,使填充后的外溝槽5的 高度在下，達(dá)到降低其深寬比n的目的，并利用第一絕緣層8覆蓋并包圍所述的絕緣有 機(jī)硅膠7。該步驟起到減小忍片單元之間的外溝槽5的高度的作用，降低后續(xù)在絕緣層沉積 和金屬蒸鍛時因高度差太大而引起的PA絕緣物和金屬斷裂的風(fēng)險。且所填充的絕緣有機(jī)娃 膠7具有絕緣性能好、固化時間短、初性好、與GaN層的粘附性好等特點(diǎn)。
[0033] 在本發(fā)明的第一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述的S2中，具體包含W下步驟：
[0034] S21、如圖5A所示，在相鄰忍片單元之間的外溝槽5的底部表面上填充絕緣有機(jī)娃 膠7, W覆蓋露出的藍(lán)寶石襯底1。
[0035] 其中，填充的絕緣有機(jī)硅膠7的厚度需要根據(jù)外溝槽5的高度決定，但必須確保填 充后的外溝槽5的高度在下，也就是所填充的絕緣有機(jī)硅膠的頂端與P-GaN薄膜層4的 頂端之間的高度差在下。
[0036] S22、如圖6所示，在晶圓表面沉積第一絕緣層8,并通過光刻、或腐蝕、或等離子刻 蝕方式將部分第一絕緣層8去除，使得第一絕緣層8最終覆蓋在絕緣有機(jī)硅膠7的頂端、外溝 槽5的側(cè)壁W及位于外溝槽5兩側(cè)的P-GaN臺面的邊緣，即第一絕緣層8的剖面呈倒Q形，用 W保護(hù)外溝槽5側(cè)壁上露出的MQW薄膜層3,而內(nèi)溝槽6的底部表面、側(cè)壁表面W及P-GaN臺面 的其余部分表面均露出。
[0037] 在本發(fā)明的第二個更好的優(yōu)選實(shí)施例中，所述的S2中，具體包含W下步驟：
[0038] S21、如圖5B所示，不僅在相鄰忍片單元之間的外溝槽5的底部表面上填充絕緣有 機(jī)硅膠7, W覆蓋露出的藍(lán)寶石襯底1，同時在外溝槽5的側(cè)壁表面上W及位于外溝槽5兩側(cè) 的P-GaN臺面的邊緣上均填充絕緣有機(jī)硅膠7,即填充后的絕緣有機(jī)硅膠7的剖面呈倒Q形。
[0039] 其中，填充在外溝槽5底部的絕緣有機(jī)硅膠7的厚度需要根據(jù)外溝槽5的高度決定， 但必須確保填充后的外溝槽5的高度在下。
[0040] S22、在晶圓表面沉積第一絕緣層8,并通過光刻、或腐蝕、或等離子刻蝕方式將部 分第一絕緣層8去除，使得第一絕緣層8最終覆蓋并包圍在絕緣有機(jī)硅膠7的外部，即第一絕 緣層8的剖面呈倒Q形，而內(nèi)溝槽6的底部表面、偵幢表面W及P-GaN臺面的其余部分表面均 露出。
[0041] 在上述兩個實(shí)施例中的S21中，采用光刻方式并隨后進(jìn)行烘烤W(wǎng)完成絕緣有機(jī)娃 膠7的填充;其中，烘烤溫度為200°C~500°C。
[0042] 在上述兩個實(shí)施例中的S21中，所述的絕緣有機(jī)硅膠7采用如AZ LExp. S03-020# 33350H15進(jìn)行填充。
[0043] 在上述兩個實(shí)施例中的S22中，所述的第一絕緣層8為Si化（二氧化娃)層，或SiNx (氮化娃）層，或ALD(原子層沉積）的Al2〇3(氧化侶）層；且該第一絕緣層8的厚度為 3000朵~1拂00甚。
[0044] 由于所述的S2可W有上述兩個實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，而W下詳細(xì)介紹的制備步驟的圖式均 按照上述第一種實(shí)施例繪制，W達(dá)到示例性的目的。
[0045] S3、在每個忍片單元的兩個P-GaN臺面上依次生成包含歐姆接觸和電流擴(kuò)展層9、 反射層10和保護(hù)層11的金屬勢壘層，并利用第二絕緣層12在每個內(nèi)溝槽6內(nèi)形成N-GaN開 孔，露出N-GaN薄膜層2, W及在每個忍片單元的其中一個P-GaN臺面上形成P-GaN開孔，露出 反射層11。
[0046] 所述的S3中，具體包含W下步驟：
[0047] S31、如圖7所示，在每個忍片單元的兩個P-GaN臺面上分別生成面積小于該P(yáng)-GaN 臺面的歐姆接觸和電流擴(kuò)展層9。
[0048] 其中，所述的歐姆接觸和電流擴(kuò)展層9是利用磁控瓣射技術(shù)(Sputter)或反應(yīng)等離 子沉積技術(shù)(RPD)生成的厚度為50A~3000A的ITO(氧化銅錫)薄膜，或者是利用測控瓣 射技術(shù)或MOCVD(有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法)生成的厚度為50A~3000A的化〇(氧化鋒)薄 膜，或者是厚度為1OA~1000A的石墨締薄膜。
[0049] S32、如圖8所示，在每個忍片單元的兩個P-GaN臺面上分別利用磁控瓣射技術(shù)瓣射 生成反射層10,其覆蓋并包圍在歐姆接觸和電流擴(kuò)展層9的外部，該反射層10的面積大于歐 姆接觸和電流擴(kuò)展層9的面積，且小于P-GaN臺面的面積。
[0050] 其中，所述的反射層10是Ag-TiW(銀-鶴化鐵)復(fù)合層或者Ag-TiW-Pt(銀-鶴化鐵- 銷）復(fù)合層，且Ag的厚度為750朵~5000A，T i W的厚度為1OOA~300Q基P t的厚度為 IOOA ~3000A。
[0051] S33、如圖9所示，在每個忍片單元的兩個P-GaN臺面上分別利用磁控瓣射技術(shù)或電 子束氣相蒸發(fā)技術(shù)(CVD)生成保護(hù)層11，其覆蓋并包圍在反射層10的外部，該保護(hù)層11的面 積大于反射層10的面積，且小于P-GaN臺面的面積。
[0052] 其中，所述的保護(hù)層11是由Cr (銘）、A1 (侶）、TiW(鶴化鐵）、Pt(銷）、Ti (鐵）、Au (金）、Ni(儀)中的一種或幾種組合而構(gòu)成，且保護(hù)層的厚度為20A~20000A。
[0053] S34、如圖10所示，在晶圓表面沉積第二絕緣層12,并通過光刻、或腐蝕、或等離子 刻蝕方式將部分第二絕緣層12去除，W在每個內(nèi)溝槽6內(nèi)形成N-GaN開孔13,露出部分內(nèi)溝 槽6的底部表面N-GaN薄膜層2,并且在每個忍片單元的其中一個P-GaN臺面上形成P-GaN開 孔14,露出部分保護(hù)層11。
[0054] 其中，形成P-GaN開孔14的P-GaN臺面間隔設(shè)置；也就是說，與該形成P-GaN開孔14 的P-GaN臺面通過內(nèi)溝槽6相鄰的屬于同一個忍片單元的另一個P-GaN臺面上不開孔，W及 與該形成P-GaN開孔14的P-GaN臺面通過外溝槽5相鄰的屬于相鄰忍片單元的P-GaN臺面上 也不開孔。
[00對其中，所述的第二絕緣層12為Si02層，或SiNx層，或ALD的Al203層;且該第二絕緣層 12的厚度為1000在~1:5斯說備。
[0056] S4、將晶圓上的相鄰兩個忍片單元作為一組忍片組，對于每組忍片組，沉積生成通 過N-GaN開孔與N-GaN薄膜層2連接的N連接層，W及通過P-GaN開孔與反射層11連接的P連接 層，且其中一個忍片單元內(nèi)的N連接層與相鄰另一個忍片單元內(nèi)的P連接層之間形成橋連， 并利用第S絕緣層16生成與P連接層連接的P-金屬墊層19, W及與N連接層連接的N-金屬墊 層20。
[0057] 所述的S4中，具體包含W下步驟：
[005引S41、對于晶圓上的忍片單元進(jìn)行兩兩編組，將其中相鄰的兩個忍片單元作為一組 忍片組；
[0059] S42、如圖11所示，在晶圓表面利用磁控瓣射技術(shù)或電子束氣相蒸發(fā)技術(shù)生成金屬 連接層15，其通過P-GaN開孔14與反射層11連接形成P連接層，并通過N-GaN開孔13與N-GaN 薄膜層2連接形成N連接層，對于每組忍片組，其中一個忍片單元內(nèi)的N連接層與相鄰另一個 忍片單元內(nèi)的P連接層之間相連W形成橋連，而屬于同一忍片單元內(nèi)的P連接層與N連接層 之間則不連接，且相鄰兩組忍片組之間的P連接層與N連接層也不連接。
[0060] 其中，所述的金屬連接層15是由化、41、口1:、1';[、411、化中的一種或幾種組合而構(gòu)成。
[0061] S43、如圖12所示，在晶圓表面沉積第=絕緣層16,并通過光刻、或腐蝕、或等離子 刻蝕方式將部分第=絕緣層16去除，對于每組忍片組，在其中一個忍片單元內(nèi)的P連接層上 形成P連接孔17,且該形成P連接孔17的P連接層未與相鄰忍片單元的N連接層橋連，并在相 鄰另一個忍片單元內(nèi)的N連接層上形成N連接孔18,且該形成N連接孔18的N連接層未與相鄰 忍片單元的P連接層橋連。
[0062] 其中，所述的第S絕緣層16為Si化層，或SiNx層，或ALD的Al2〇3層;且該第S絕緣層 16的厚度為1000 A~15000A。
[0063] S44、如圖13所示，在晶圓表面利用磁控瓣射技術(shù)或電子束氣相蒸發(fā)技術(shù)生成P-金 屬墊層19和N-金屬墊層20,對于每組忍片組，P-金屬墊層19通過P連接孔17與P連接層連接， N-金屬墊層20通過N連接孔18與N連接層連接。
[0064] 其中，所述的P-金屬墊層19和N-金屬墊層20是由化、41、口*、1'1、411、511(錫）中的一 種或幾種組合而構(gòu)成;且由Cr構(gòu)成的金屬墊層的厚度為20A~50A，由Al構(gòu)成的金屬墊層 的厚度為750蓋~3000A，由Pt構(gòu)成的金屬墊層的厚度為200A~lOOOA，由Ti構(gòu)成的金 屬墊層的厚度為200A~lOOOA，由Au構(gòu)成的金屬墊層的厚度為2000A~15000A，由Sn 構(gòu)成的金屬墊層的厚度為2000A~5000A。
[0065] S5、如圖14所示，將晶圓翻轉(zhuǎn)，使用回流焊或共晶焊的方式，將每組忍片組中生成 的P-金屬墊層19和N-金屬墊層20通過錫膏與封裝基板21進(jìn)行粘合，形成晶圓封裝模塊，并 W每組忍片組為單位對該晶圓封裝模塊進(jìn)行切割，W最終制備形成L邸倒裝高壓忍片。
[0066] 本發(fā)明還提供一種利用上述制備方法得到的L邸倒裝高壓忍片，如圖14所示，其由 相鄰兩個忍片單元串聯(lián)組成，包含:襯底1; GaN層，沉積設(shè)置在襯底1上，包含N-GaN薄膜層2 和P-GaN薄膜層4;外溝槽5，設(shè)置在相鄰兩個忍片單元之間；內(nèi)溝槽6，開設(shè)在每個忍片單元 上，并由該內(nèi)溝槽6分隔形成兩個P-GaN臺面;絕緣有機(jī)硅膠7,填充設(shè)置在外溝槽5內(nèi)，使填 充后的外溝槽5的高度在2皿W下，達(dá)到降低其深寬比的目的；金屬勢壘層，沉積設(shè)置在每個 忍片單元的兩個P-GaN臺面上；第二絕緣層12,沉積設(shè)置在每個忍片單元的兩個P-GaN臺面 上W及內(nèi)溝槽6內(nèi)，該第二絕緣層12在每個內(nèi)溝槽6內(nèi)形成N-GaN開孔，露出N-GaN薄膜層2， W及在每個忍片單元的其中一個P-GaN臺面上形成P-GaN開孔，露出金屬勢壘層;N連接層和 P連接層，沉積設(shè)置在第二絕緣層12上，N連接層通過N-GaN開孔與N-GaN薄膜層2連接，P連接 層通過P-GaN開孔與金屬勢壘層連接，且其中一個忍片單元內(nèi)的N連接層與相鄰另一個忍片 單元內(nèi)的P連接層之間形成橋連，而其中一個忍片單元內(nèi)未與N連接層連接的P連接層通過 P-金屬墊層19與封裝基板21粘合，W及相鄰另一個忍片單元內(nèi)未與P連接層連接的N連接層 通過N-金屬墊層20與封裝基板21粘合。
[0067] 所述的襯底1為藍(lán)寶石襯底;所述的GaN層包含：依次沉積設(shè)置在襯底1上的N-GaN 薄膜層2、MQW薄膜層3和P-GaN薄膜層4。
[0068] 所述的外溝槽5的底部表面為藍(lán)寶石襯底1，側(cè)壁表面包含P-GaN薄膜層4、MQW薄膜 層3和N-GaN薄膜層2;所述的外溝槽5的高度為6~祉m，深寬比n〉0.5,且該外溝槽5的側(cè)壁與 水平面之間的角度a為20°到60°，優(yōu)選a為20°到40°。
[0069] 所述的內(nèi)溝槽6的底部表面為N-GaN薄膜層2,側(cè)壁表面包含P-GaN薄膜層4、MQW薄 膜層3和N-GaN薄膜層2。
[0070] 在本發(fā)明的第一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述的絕緣有機(jī)硅膠7填充在外溝槽5的底部表 面上，覆蓋露出的襯底1。
[0071] 所述的Lm)倒裝高壓忍片還包含第一絕緣層8,覆蓋設(shè)置在絕緣有機(jī)硅膠7的頂端、 外溝槽5的側(cè)壁W及位于外溝槽5兩側(cè)的P-GaN臺面的邊緣，即第一絕緣層8的剖面呈倒Q 形。
[0072] 在本發(fā)明的第二個更好的優(yōu)選實(shí)施例中，所述的絕緣有機(jī)硅膠7填充在外溝槽5的 底部表面上，外溝槽5的側(cè)壁表面上W及位于外溝槽5兩側(cè)的P-GaN臺面的邊緣上，即填充后 的絕緣有機(jī)硅膠7的剖面呈倒Q形。
[0073] 所述的Lm)倒裝高壓忍片還包含第一絕緣層8,覆蓋并包圍在絕緣有機(jī)硅膠7的外 部，即第一絕緣層8的剖面呈倒Q形。
[0074] 在上述兩個實(shí)施例中，所述的第一絕緣層8為Si化層，或SiNx層，或ALD的Al2〇3層； 且該第一絕緣層8的厚度為3000A~15000A。
[0075] 所述的金屬勢壘層包含依次沉積設(shè)置在每個忍片單元的兩個P-GaN臺面上的歐姆 接觸和電流擴(kuò)展層9、反射層10和保護(hù)層11;其中，歐姆接觸和電流擴(kuò)展層9的面積<反射層 10的面積 < 保護(hù)層11的面積<P-GaN臺面的面積。
[0076] 其中，所述的歐姆接觸和電流擴(kuò)展層9是厚度為50A~3000A的ITO薄膜，或者是 厚度為沸A~3000A的ZnO薄膜，或者是厚度為IOA~】OOOA的石墨締薄膜。
[0077] 所述的反射層10是Ag-TiW復(fù)合層或者Ag-TiW-Pt復(fù)合層，且Ag的厚度為 750A ~5000A，Tiw 的厚度為 IOOA ~3000A，Pt 的厚度為 IOOA ~SOOOAb
[0078] 所述的保護(hù)層11是由化、Al、TiW、Pt、Ti、Au、Ni中的一種或幾種組合而構(gòu)成，且保 護(hù)層的厚度為20 A~20000A。
[0079] 所述的第二絕緣層12為Si〇2層，或SiNx層，或ALD的Al2〇3層;且該第二絕緣層12的 厚度為1000 A~15000A。
[0080] 其中，通過該第二絕緣層12形成的P-GaN開孔的底部表面露出的是保護(hù)層11，與P 連接層連接;且形成P-GaN開孔的P-GaN臺面間隔設(shè)置。
[0081] 所述的N連接層和P連接層均是由燈、41、口*、1'1、411、化中的一種或幾種組合而構(gòu) 成;且同一忍片單元內(nèi)的P連接層與N連接層之間不連接。
[0082] 所述的Lm)倒裝高壓忍片還包含第=絕緣層16,沉積設(shè)置在P連接層與N連接層上， 該第=絕緣層16在其中一個忍片單元內(nèi)未與N連接層連接的P連接層上形成P連接孔17,并 在相鄰另一個忍片單元內(nèi)未與P連接層連接的N連接層上形成N連接孔18。
[0083] 其中，所述的第S絕緣層16為Si化層，或SiNx層，或ALD的Al2〇3層;且該第S絕緣層 16的厚度為1OOOA~15000A C
[0084] 所述的P-金屬墊層19通過P連接孔17與P連接層連接，N-金屬墊層20通過N連接孔 18與N連接層連接。
[00化]其中，所述的P-金屬墊層19和N-金屬墊層20是由燈、41、口*、1'1、411、511中的一種或 幾種組合而構(gòu)成;且由Cr構(gòu)成的金屬墊層的厚度為20A~50A，由Al構(gòu)成的金屬墊層的厚 度為75〇A~3000A，由Pt構(gòu)成的金屬墊層的厚度為200A~lOOOA，由Ti構(gòu)成的金屬墊 層的厚度為200A~lOOOA，由Au構(gòu)成的金屬墊層的厚度為2000A~15000A，由Sn構(gòu)成 的金屬墊層的厚度為2000A~5000A。
[0086] 根據(jù)上述實(shí)施例的描述，本發(fā)明對于Lm)忍片，在具有較高的深寬比（n〉0.5)的溝 槽內(nèi)填充具有高絕緣性能、高初性、與GaN層具有高粘結(jié)性的絕緣有機(jī)硅膠，用W降低溝槽 的深度（即降低溝槽的深寬比），降低了后續(xù)在絕緣層沉積和金屬蒸鍛時因?yàn)楦叨炔钐?(溝槽睹且深)而引起的絕緣物和金屬斷裂的風(fēng)險，增加Lm)倒裝高壓忍片在制備過程中的 良率，W及日后在使用過程中的可靠性。
[0087] 本發(fā)明還W具有同側(cè)P/N電極的Lm)倒裝忍片為例，詳細(xì)介紹其結(jié)構(gòu)W及制備方 法，但并不W此為限。本發(fā)明同樣適用于具有同側(cè)P/N電極的L邸正裝忍片等。
[008引 W具有同側(cè)P/N電極的Lm)倒裝忍片為例，如圖IC所示，在位于P電極30與N電極40 之間的溝槽內(nèi)，填充有絕緣有機(jī)硅膠60;且所述的絕緣有機(jī)硅膠60的高度高于P電極30 W及 N電極40的高度。
[0089] 如圖ID所示，所述的絕緣有機(jī)硅膠60與封裝基板相接觸;所述的P電極30W及N電 極40通過錫膏70與封裝基板粘合。
[0090] 所述的具有同側(cè)P/N電極的L邸倒裝忍片的封裝方法，具體包含W下步驟：
[0091] Sl、如圖IC所示，在位于忍片P電極30與N電極40之間的溝槽內(nèi)，填充絕緣有機(jī)硅膠 60，且填充后的絕緣有機(jī)硅膠60的高度高于P電極30 W及N電極40的高度；
[0092] S2、如圖ID所示，將忍片翻轉(zhuǎn)，使絕緣有機(jī)硅膠60與封裝基板80接觸，并通過錫膏 70將P電極30W及N電極40與封裝基板80進(jìn)行粘合，完成具有同側(cè)P/N電極的Lm)倒裝忍片的 封裝。
[0093] 由于絕緣有機(jī)硅膠60相比于P電極30W及N電極40是凸出設(shè)置的，在封裝時，該凸 出的絕緣有機(jī)硅膠60能夠完全隔離用于P電極30粘合的錫膏與用于N電極40粘合的錫膏，使 得兩側(cè)的錫膏不會發(fā)生連通。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述的絕緣有機(jī)硅膠60凸出P電極30 W 及N電極40的高度小于50WI1。
[0094] 根據(jù)上述實(shí)施例的描述，本發(fā)明對于具有同側(cè)P/N電極的Lm)忍片，在同側(cè)P電極與 N電極間的溝槽內(nèi)填充具有高絕緣性能、高初性的絕緣有機(jī)硅膠，有效避免和防止在后續(xù)封 裝過程中由于錫膏連通P/N電極而造成的漏電異常和風(fēng)險。
[00M]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的 描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種LED芯片，由多個芯片單元依次串聯(lián)組成，且相鄰兩個芯片單元之間設(shè)置有外溝 槽(5)，其特征在于， 在所述的外溝槽(5)內(nèi)填充有絕緣有機(jī)硅膠(7)，以降低外溝槽(5)與位于其兩側(cè)的芯 片單元的臺面之間的高度。2. 如權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的外溝槽(5)的側(cè)壁與水平面之間的 角度α為20°到60°，優(yōu)選α為20°到40°。3. 如權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機(jī)硅膠(7)采用光刻方式進(jìn) 行填充，并采用烘烤方式進(jìn)行固化，烘烤溫度為200°C~500°C。4. 如權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機(jī)硅膠（7)填充在外溝槽 (5)的底部表面上； 在所述的絕緣有機(jī)硅膠(7)的頂端、外溝槽(5)的側(cè)壁以及位于外溝槽(5)兩側(cè)的芯片 單元的臺面邊緣上還覆蓋設(shè)置有第一絕緣層(8);該第一絕緣層(8)的剖面呈倒Ω形。5. 如權(quán)利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機(jī)硅膠（7)填充在外溝槽 (5)的底部表面上，外溝槽(5)的側(cè)壁表面上以及位于外溝槽(5)兩側(cè)的芯片單元的臺面邊 緣上，填充后的絕緣有機(jī)硅膠(7)的剖面呈倒Ω形； 在所述的絕緣有機(jī)硅膠(7)外部覆蓋并包圍設(shè)置有第一絕緣層(8);該第一絕緣層(8) 的剖面呈倒Ω形。6. -種LED高壓芯片，采用如權(quán)利要求1~5中任一所述的LED芯片制成，其特征在于，每 個所述的芯片單元包含： 襯底(1); GaN層，沉積設(shè)置在襯底（1)上，包含第一導(dǎo)電類型的GaN薄膜層⑵和第二導(dǎo)電類型的 GaN薄膜層(4); 內(nèi)溝槽(6)，開設(shè)在每個芯片單元上，底部露出第一導(dǎo)電類型的GaN薄膜層(2)，并由該 內(nèi)溝槽(6)分隔形成兩個第二導(dǎo)電類型的GaN臺面； 金屬勢皇層，沉積設(shè)置在兩個第二導(dǎo)電類型的GaN臺面上； 第二絕緣層（12)，沉積設(shè)置在兩個第二導(dǎo)電類型的GaN臺面上以及內(nèi)溝槽(6)內(nèi)，該第 二絕緣層（12)在每個內(nèi)溝槽(6)內(nèi)形成第一導(dǎo)電類型的GaN開孔，露出第一導(dǎo)電類型的GaN 薄膜層(2)，以及在每個芯片單元的其中一個第二導(dǎo)電類型的GaN臺面上形成第二導(dǎo)電類型 的GaN開孔，露出金屬勢皇層； 第一導(dǎo)電類型連接層和第二導(dǎo)電類型連接層，沉積設(shè)置在第二絕緣層（12)上，第一導(dǎo) 電類型連接層通過第一導(dǎo)電類型的GaN開孔與第一導(dǎo)電類型的GaN薄膜層(2)連接，第二導(dǎo) 電類型連接層通過第二導(dǎo)電類型的GaN開孔與金屬勢皇層連接。7. 如權(quán)利要求6所述的LED高壓芯片，其特征在于，其中每個芯片單元內(nèi)的第一導(dǎo)電類 型連接層與相鄰另一個芯片單元內(nèi)的第二導(dǎo)電類型連接層之間形成橋連； 其中第一個芯片單元內(nèi)的第二導(dǎo)電類型連接層通過第二導(dǎo)電類型金屬墊層（19)與封 裝基板粘合，以及最后一個芯片單元內(nèi)的第一導(dǎo)電類型連接層通過第一導(dǎo)電類型金屬墊層 (20)與封裝基板粘合。8. -種具有同側(cè)P/N電極的LED芯片，其特征在于，在位于P電極(30)與N電極(40)之間 的溝槽內(nèi)，填充有絕緣有機(jī)硅膠(60); 所述的絕緣有機(jī)硅膠(60)的高度高于P電極(30)以及N電極(40)的高度。9.如權(quán)利要求8所述的具有同側(cè)P/N電極的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機(jī)硅膠 (60)與封裝基板相接觸;所述的P電極(30)以及N電極(40)通過錫膏(70)與封裝基板粘合設(shè) 置。
【文檔編號】H01L33/48GK106098899SQ201610554359
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】朱秀山, 徐慧文
【申請人】映瑞光電科技(上海)有限公司