一種具有高可靠性的led芯片的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種LED芯片，在具有較高的深寬比的溝槽內填充具有高絕緣性能、高韌性、與GaN層具有高粘結性的絕緣有機硅膠，通過降低溝槽的深度以降低后續在絕緣層沉積和金屬蒸鍍時因為高度差太大而引起的絕緣物和金屬斷裂的風險，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。本發明還涉及一種具有同側P/N電極的LED芯片，在同側P電極與N電極間的溝槽內填充具有高絕緣性能、高韌性的絕緣有機硅膠，有效避免和防止在后續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險。
【專利說明】
一種具有局可靠性的LED巧片
技術領域
[0001] 本發明設及一種高可靠性的L抓忍片，特別設及L抓高壓忍片W及具有同側P/N電 極的L邸忍片，屬于半導體領域。
【背景技術】
[0002] 發光二極管化i曲t Emitting Diode,簡稱LED)是一種半導體固態發光器件，利用 半導體P-N結電致發光原理制成。Lm)器件具有開啟電壓低、體積小、響應快、穩定性好、壽命 長、無污染等良好光電性能，因此在室外室內照明、背光、顯示、交通指示等領域具有越來越 廣泛的應用。
[0003] Lm)忍片結構有=種類型，分別為水平結構(正裝忍片）、垂直結構（垂直結構忍片） 和倒裝結構（倒裝忍片），在運=種忍片結構的接觸上都可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勢，最 主要的優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 忍片串聯成220V繼而省略掉變壓器運一部件，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 蒸鍛等一些工藝點上還不夠成熟，導致高壓忍片的可靠性能較差，進而導致市場上高壓忍 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，若溝槽內的PA絕緣物或金屬因各種原因造成斷裂則在后 續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，運樣會因為刻蝕出的溝槽深并且睹，從而造成PA絕緣 物和金屬的斷裂，進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P/N電極的Lm)倒裝忍片，在后續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'內是沒有設置高于電極面的絕緣保護結構的；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，從而造成P電極30 '和N電極 40'之間連通，引起漏電風險。
【發明內容】
[0006] 本發明的一個目的是在Lm)忍片的具有較高的深寬比的溝槽內填充絕緣有機娃 膠，通過降低溝槽深度W降低后續在絕緣層沉積和金屬蒸鍛時因為高度差太大而引起的絕 緣物和金屬斷裂的風險。
[0007] 本發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 內填充絕緣有機硅膠，有效避免和防止在后續封裝過程中由于錫膏連通P/N電極而造成的 漏電異常和風險。
[000引為了達到上述目的，本發明的一個技術方案是提供一種Lm)忍片，由多個忍片單元 依次串聯組成，且相鄰兩個忍片單元之間設置有外溝槽，其中，在所述的外溝槽內填充有絕 緣有機硅膠，W降低外溝槽與位于其兩側的忍片單元的臺面之間的高度。
[0009] 所述的外溝槽的側壁與水平面之間的角度a為20°到60°，優選a為20°到40°。
[0010] 所述的絕緣有機硅膠采用光刻方式進行填充，并采用烘烤方式進行固化，烘烤溫 度為 200°C ~500°C。
[0011] 在本發明的一個優選實施例中，所述的絕緣有機硅膠填充在外溝槽的底部表面 上;在所述的絕緣有機硅膠的頂端、外溝槽的側壁W及位于外溝槽兩側的忍片單元的臺面 邊緣上還覆蓋設置有第一絕緣層;該第一絕緣層的剖面呈倒Q形。
[0012] 在本發明的又一個優選實施例中，所述的絕緣有機硅膠填充在外溝槽的底部表面 上，外溝槽的側壁表面上W及位于外溝槽兩側的忍片單元的臺面邊緣上，填充后的絕緣有 機硅膠的剖面呈倒Q形;在所述的絕緣有機硅膠外部覆蓋并包圍設置有第一絕緣層;該第 一絕緣層的剖面呈倒Q形。
[0013] 本發明的另一個技術方案是提供一種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，沉積設置在襯底上，包含第一導電類型 的GaN薄膜層和第二導電類型的GaN薄膜層；內溝槽，開設在每個忍片單元上，底部露出第一 導電類型的GaN薄膜層，并由該內溝槽分隔形成兩個第二導電類型的GaN臺面;金屬勢壘層， 沉積設置在兩個第二導電類型的GaN臺面上;第二絕緣層，沉積設置在兩個第二導電類型的 GaN臺面上W及內溝槽內，該第二絕緣層在每個內溝槽內形成第一導電類型的GaN開孔，露 出第一導電類型的GaN薄膜層，W及在每個忍片單元的其中一個第二導電類型的GaN臺面上 形成第二導電類型的GaN開孔，露出金屬勢壘層;第一導電類型連接層和第二導電類型連接 層，沉積設置在第二絕緣層上，第一導電類型連接層通過第一導電類型的GaN開孔與第一導 電類型的GaN薄膜層連接，第二導電類型連接層通過第二導電類型的GaN開孔與金屬勢壘層 連接。
[0014] 進一步，其中每個忍片單元內的第一導電類型連接層與相鄰另一個忍片單元內的 第二導電類型連接層之間形成橋連;其中第一個忍片單元內的第二導電類型連接層通過第 二導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的第一導電類型連接層通 過第一導電類型金屬墊層與封裝基板粘合。
[0015] 本發明的又一個技術方案是提供一種具有同側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，填充有絕緣有機硅膠;且所述的絕緣有機硅膠的高度高于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)的溝槽內填充具有高絕緣性能、高初性、與GaN層具有高粘結性的絕緣有機 硅膠，用W降低溝槽的深度，降低了后續在絕緣層沉積和金屬蒸鍛時因為高度差太大(溝槽 睹且深)而引起的絕緣物和金屬斷裂的風險，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P/N電極的Lm)忍片，在同側P電極與N電極 間的溝槽內填充具有高絕緣性能、高初性的絕緣有機硅膠，有效避免和防止在后續封裝過 程中由于錫膏連通P/N電極而造成的漏電異常和風險。
【附圖說明】
[0018] 圖IA和圖IB所示為現有技術中的具有同側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所示為本發明中的具有同側P/N電極的Lm)倒裝忍片的封裝方法的示 意圖；
[0020] 圖2~圖14所示為本發明中的LED倒裝高壓忍片制備方法中對應各個步驟的結構 示意圖。
【具體實施方式】
[0021] W下結合【附圖說明】本發明的L邸忍片及其制備方法的【具體實施方式】。
[0022] 本發明W由兩個忍片單元串聯組成的Lm)倒裝高壓忍片為例，詳細介紹其結構W 及制備方法，但并不W此為限。本發明同樣適用于由多個忍片單元串聯組成的其他類型的 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溝槽6,并由該內溝槽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立的忍片單元;所述的外溝槽5的 底部表面為藍寶石襯底1，側壁表面包含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,形成內溝槽6, W及兩個P- GaN臺面;所述的內溝槽6的底部表面為N-GaN薄膜層2,側壁表面包含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行刻蝕。
[0032] S2、在相鄰忍片單元之間的外溝槽5內填充絕緣有機硅膠7,使填充后的外溝槽5的 高度在下，達到降低其深寬比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險。且所填充的絕緣有機娃 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。
[0033] 在本發明的第一個優選實施例中，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娃 膠7, W覆蓋露出的藍寶石襯底1。
[0035] 其中，填充的絕緣有機硅膠7的厚度需要根據外溝槽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硅膠7的頂端、外溝 槽5的側壁W及位于外溝槽5兩側的P-GaN臺面的邊緣，即第一絕緣層8的剖面呈倒Q形，用 W保護外溝槽5側壁上露出的MQW薄膜層3,而內溝槽6的底部表面、側壁表面W及P-GaN臺面 的其余部分表面均露出。
[0037] 在本發明的第二個更好的優選實施例中，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 機硅膠7, W覆蓋露出的藍寶石襯底1，同時在外溝槽5的側壁表面上W及位于外溝槽5兩側 的P-GaN臺面的邊緣上均填充絕緣有機硅膠7,即填充后的絕緣有機硅膠7的剖面呈倒Q形。
[0039] 其中，填充在外溝槽5底部的絕緣有機硅膠7的厚度需要根據外溝槽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硅膠7的外部，即第一絕 緣層8的剖面呈倒Q形，而內溝槽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] 在上述兩個實施例中的S21中，采用光刻方式并隨后進行烘烤W完成絕緣有機娃 膠7的填充;其中，烘烤溫度為200°C~500°C。
[0042] 在上述兩個實施例中的S21中，所述的絕緣有機硅膠7采用如AZ LExp. S03-020# 33350H15進行填充。
[0043] 在上述兩個實施例中的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有上述兩個實施例實現，而W下詳細介紹的制備步驟的圖式均 按照上述第一種實施例繪制，W達到示例性的目的。
[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展層9、 反射層10和保護層11的金屬勢壘層，并利用第二絕緣層12在每個內溝槽6內形成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-GaN 臺面的歐姆接觸和電流擴展層9。
[0048] 其中，所述的歐姆接觸和電流擴展層9是利用磁控瓣射技術(Sputter)或反應等離 子沉積技術(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 射技術或MOCVD(有機金屬化學氣相沉積法)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瓣射 生成反射層10,其覆蓋并包圍在歐姆接觸和電流擴展層9的外部，該反射層10的面積大于歐 姆接觸和電流擴展層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)復合層或者Ag-TiW-Pt(銀-鶴化鐵- 銷）復合層，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或電 子束氣相蒸發技術(CVD)生成保護層11，其覆蓋并包圍在反射層10的外部，該保護層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成，且保護層的厚度為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在每個內溝槽6內形成N-GaN開孔13,露出部分內溝 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,露出部分保護層11。
[0054] 其中，形成P-GaN開孔14的P-GaN臺面間隔設置；也就是說，與該形成P-GaN開孔14 的P-GaN臺面通過內溝槽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的N連接層與相鄰另一個忍片單元內的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或電子束氣相蒸發技術生成金屬 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的N連接層與相鄰另一個 忍片單元內的P連接層之間相連W形成橋連，而屬于同一忍片單元內的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或電子束氣相蒸發技術生成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 種或幾種組合而構成;且由Cr構成的金屬墊層的厚度為20A~50A，由Al構成的金屬墊層 的厚度為750蓋~3000A，由Pt構成的金屬墊層的厚度為200A~lOOOA，由Ti構成的金 屬墊層的厚度為200A~lOOOA，由Au構成的金屬墊層的厚度為2000A~15000A，由Sn 構成的金屬墊層的厚度為2000A~5000A。
[0065] S5、如圖14所示，將晶圓翻轉，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行切割，W最終制備形成L邸倒裝高壓忍片。
[0066] 本發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組成，包含:襯底1; GaN層，沉積設置在襯底1上，包含N-GaN薄膜層2 和P-GaN薄膜層4;外溝槽5，設置在相鄰兩個忍片單元之間；內溝槽6，開設在每個忍片單元 上，并由該內溝槽6分隔形成兩個P-GaN臺面;絕緣有機硅膠7,填充設置在外溝槽5內，使填 充后的外溝槽5的高度在2皿W下，達到降低其深寬比的目的；金屬勢壘層，沉積設置在每個 忍片單元的兩個P-GaN臺面上；第二絕緣層12,沉積設置在每個忍片單元的兩個P-GaN臺面 上W及內溝槽6內，該第二絕緣層12在每個內溝槽6內形成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的N連接層與相鄰另一個忍片 單元內的P連接層之間形成橋連，而其中一個忍片單元內未與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為藍寶石襯底;所述的GaN層包含：依次沉積設置在襯底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的底部表面為藍寶石襯底1，側壁表面包含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的側壁與 水平面之間的角度a為20°到60°，優選a為20°到40°。
[0069] 所述的內溝槽6的底部表面為N-GaN薄膜層2,側壁表面包含P-GaN薄膜層4、MQW薄 膜層3和N-GaN薄膜層2。
[0070] 在本發明的第一個優選實施例中，所述的絕緣有機硅膠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,覆蓋設置在絕緣有機硅膠7的頂端、 外溝槽5的側壁W及位于外溝槽5兩側的P-GaN臺面的邊緣，即第一絕緣層8的剖面呈倒Q 形。
[0072] 在本發明的第二個更好的優選實施例中，所述的絕緣有機硅膠7填充在外溝槽5的 底部表面上，外溝槽5的側壁表面上W及位于外溝槽5兩側的P-GaN臺面的邊緣上，即填充后 的絕緣有機硅膠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 接觸和電流擴展層9、反射層10和保護層11;其中，歐姆接觸和電流擴展層9的面積<反射層 10的面積 < 保護層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復合層或者Ag-TiW-Pt復合層，且Ag的厚度為 750A ~5000A，Tiw 的厚度為 IOOA ~3000A，Pt 的厚度為 IOOA ~SOOOAb
[0078] 所述的保護層11是由化、Al、TiW、Pt、Ti、Au、Ni中的一種或幾種組合而構成，且保 護層的厚度為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層11，與P 連接層連接;且形成P-GaN開孔的P-GaN臺面間隔設置。
[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 成;且同一忍片單元內的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 幾種組合而構成;且由Cr構成的金屬墊層的厚度為20A~50A，由Al構成的金屬墊層的厚 度為75〇A~3000A，由Pt構成的金屬墊層的厚度為200A~lOOOA，由Ti構成的金屬墊 層的厚度為200A~lOOOA，由Au構成的金屬墊層的厚度為2000A~15000A，由Sn構成 的金屬墊層的厚度為2000A~5000A。
[0086] 根據上述實施例的描述，本發明對于Lm)忍片，在具有較高的深寬比（n〉0.5)的溝 槽內填充具有高絕緣性能、高初性、與GaN層具有高粘結性的絕緣有機硅膠，用W降低溝槽 的深度（即降低溝槽的深寬比），降低了后續在絕緣層沉積和金屬蒸鍛時因為高度差太大 (溝槽睹且深)而引起的絕緣物和金屬斷裂的風險，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] 本發明還W具有同側P/N電極的Lm)倒裝忍片為例，詳細介紹其結構W及制備方 法，但并不W此為限。本發明同樣適用于具有同側P/N電極的L邸正裝忍片等。
[008引 W具有同側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，填充有絕緣有機硅膠60;且所述的絕緣有機硅膠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，填充絕緣有機硅膠 60，且填充后的絕緣有機硅膠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，使絕緣有機硅膠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進行粘合，完成具有同側P/N電極的Lm)倒裝忍片的 封裝。
[0093] 由于絕緣有機硅膠60相比于P電極30W及N電極40是凸出設置的，在封裝時，該凸 出的絕緣有機硅膠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 得兩側的錫膏不會發生連通。在一個優選實施例中，所述的絕緣有機硅膠60凸出P電極30 W 及N電極40的高度小于50WI1。
[0094] 根據上述實施例的描述，本發明對于具有同側P/N電極的Lm)忍片，在同側P電極與 N電極間的溝槽內填充具有高絕緣性能、高初性的絕緣有機硅膠，有效避免和防止在后續封 裝過程中由于錫膏連通P/N電極而造成的漏電異常和風險。
[00M]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1. 一種LED芯片，由多個芯片單元依次串聯組成，且相鄰兩個芯片單元之間設置有外溝 槽(5)，其特征在于， 在所述的外溝槽(5)內填充有絕緣有機硅膠(7)，以降低外溝槽(5)與位于其兩側的芯 片單元的臺面之間的高度。2. 如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的外溝槽(5)的側壁與水平面之間的 角度α為20°到60°，優選α為20°到40°。3. 如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機硅膠(7)采用光刻方式進 行填充，并采用烘烤方式進行固化，烘烤溫度為200°C~500°C。4. 如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機硅膠（7)填充在外溝槽 (5)的底部表面上； 在所述的絕緣有機硅膠(7)的頂端、外溝槽(5)的側壁以及位于外溝槽(5)兩側的芯片 單元的臺面邊緣上還覆蓋設置有第一絕緣層(8);該第一絕緣層(8)的剖面呈倒Ω形。5. 如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機硅膠（7)填充在外溝槽 (5)的底部表面上，外溝槽(5)的側壁表面上以及位于外溝槽(5)兩側的芯片單元的臺面邊 緣上，填充后的絕緣有機硅膠(7)的剖面呈倒Ω形； 在所述的絕緣有機硅膠(7)外部覆蓋并包圍設置有第一絕緣層(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，沉積設置在襯底（1)上，包含第一導電類型的GaN薄膜層⑵和第二導電類型的 GaN薄膜層(4); 內溝槽(6)，開設在每個芯片單元上，底部露出第一導電類型的GaN薄膜層(2)，并由該 內溝槽(6)分隔形成兩個第二導電類型的GaN臺面； 金屬勢皇層，沉積設置在兩個第二導電類型的GaN臺面上； 第二絕緣層（12)，沉積設置在兩個第二導電類型的GaN臺面上以及內溝槽(6)內，該第 二絕緣層（12)在每個內溝槽(6)內形成第一導電類型的GaN開孔，露出第一導電類型的GaN 薄膜層(2)，以及在每個芯片單元的其中一個第二導電類型的GaN臺面上形成第二導電類型 的GaN開孔，露出金屬勢皇層； 第一導電類型連接層和第二導電類型連接層，沉積設置在第二絕緣層（12)上，第一導 電類型連接層通過第一導電類型的GaN開孔與第一導電類型的GaN薄膜層(2)連接，第二導 電類型連接層通過第二導電類型的GaN開孔與金屬勢皇層連接。7. 如權利要求6所述的LED高壓芯片，其特征在于，其中每個芯片單元內的第一導電類 型連接層與相鄰另一個芯片單元內的第二導電類型連接層之間形成橋連； 其中第一個芯片單元內的第二導電類型連接層通過第二導電類型金屬墊層（19)與封 裝基板粘合，以及最后一個芯片單元內的第一導電類型連接層通過第一導電類型金屬墊層 (20)與封裝基板粘合。8. -種具有同側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，填充有絕緣有機硅膠(60); 所述的絕緣有機硅膠(60)的高度高于P電極(30)以及N電極(40)的高度。9.如權利要求8所述的具有同側P/N電極的LED芯片，其特征在于，所述的絕緣有機硅膠 (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 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
【發明人】朱秀山, 徐慧文
【申請人】映瑞光電科技(上海)有限公司