一种半导体二极管芯片制造技术

技术编号:13090516 阅读:120 留言:0更新日期:2016-03-30 19:04
一种半导体二极管芯片,属于半导体生产技术领域,第一导电层设置于第一半导体层上,第一导电层与第一半导体层欧姆接触;第一绝缘层覆盖由第二半导体层、半导体发光层、第一半导体层和第一导电层组成的半导体层侧壁,第一绝缘层还延伸覆盖部分透明载体,本实用新型专利技术的以上两种技术方案都是通过第一金属焊盘对半导体有源区的全覆盖,更好地改善对半导体芯片热传导,不同平台的第一和第二金属焊盘设计也利于正负电极焊接时的不同处理来提高焊接的合格率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体生产
,具体涉及用于倒装焊接的半导体二极管芯片。技术背景在半导体二极管领域,LED作为重要的光电子二极管,LED技术正逐步取代传统照明技术和荧光技术进入到照明领域,同时LED芯片也因其同时具备电子器件的特性,除了照明应用,更开辟了许多全新的应用领域。在对流明值得更高追求和对产业制造成本的不断压缩的过程中,发光二极管的倒装应用,已被普遍认为是行业趋势。倒装发光二极管芯片是利于大电流来获取更高的流明值,并用热沉更接近半导体有源区的焊接方式来改善芯片的热传导,传统的正装结构LED技术被慢慢淘汰,取而代之的是可靠性更好,流明密度更大的倒装结构的LED技术。在倒装二极管芯片焊接过程中因为电极面朝下,芯片与焊接点的对准是需要更精准的封装设备投入。而且同平面、小间隔的正负电极排布,在焊接中也容易出现焊料互溢导致的芯片短路。
技术实现思路
本技术目的在于制造一种用于倒装焊接的半导体二极管芯片结构,以利于芯片电极的识别和倒装焊接;同时更好的解决二极管芯片散热问题。本技术的第一种技术方案是整个半导体二极管芯片为一组半导体单元构成:包括依次设置在透明载体上的第二半导体层、半导体发光层和第一半导体层;其特点是:第一导电层设置于第一半导体层上,第一导电层与第一半导体层欧姆接触;第一绝缘层覆盖由第二半导体层、半导体发光层、第一半导体层和第一导电层组成的半导体层侧壁,第一绝缘层还延伸覆盖部分透明载体;在第一绝缘层外侧设置第二导电层,并且,第二导电层与第二半导体层形成欧姆接触,第二导电层在半导体层侧壁还延伸至裸露的透明载体上;在第二导电层外设置第二绝缘层;第二金属焊盘与延伸至透明载体上的第二导电层欧姆接触;第一金属焊盘设置在第二绝缘层上,第一金属焊盘覆盖整个发光层,并经过第二绝缘层和第一绝缘层的通孔与第一导电层欧姆接触。本技术的第二种技术方案是:由多组半导体单元组成为一个半导体二极管芯片。该半导体二极管芯片包括至少两组半导体单元,各组半导体单元在各自的透明载体上依次设置第二半导体层、半导体发光层和第一半导体层;其特点是:第一导电层设置于第一半导体层上,第一导电层与第一半导体层欧姆接触;第一绝缘层覆盖由第二半导体层、半导体发光层、第一半导体层和第一导电层组成的半导体层的一侧的侧壁,第一绝缘层还延伸覆盖部分透明载体;在第一绝缘层外侧设置第二导电层,并且,第二导电层与第二半导体层形成欧姆接触,第二导电层的一端与本组的半导体的第一导电层欧姆接触,第二导电层的另一端与相邻的半导体的第二半导体层欧姆接触,第二导电层还分别延伸至位于各组半导体单元侧壁的裸露的透明载体上;在第二导电层外设置第二绝缘层,各组半导体单元的第二绝缘层覆盖由第二半导体层、半导体发光层、第一半导体层和第一导电层组成的半导体层的另一侧的侧壁;第二金属焊盘与延伸至透明载体上的第二导电层欧姆接触;第一金属焊盘设置在第二绝缘层上,第一金属焊盘覆盖整个发光层,并经过第二绝缘层和第一绝缘层的通孔与第一导电层欧姆接触。本技术的以上两种技术方案都是通过第一金属焊盘对半导体有源区的全覆盖,更好地改善对半导体芯片热传导,不同平台的第一和第二金属焊盘设计也利于正负电极焊接时的不同处理来提高焊接的合格率。第二种技术方案中相邻的各半导体单元之间形成串联电路。以上两种技术方案的优选设计是:所述第二半导体层、半导体发光层和第一半导体层的总厚度大于5 μm。在保证二极管结构完整性前提下,更厚的外延结构在本技术中的优势和益处更明显。所述第一绝缘层厚度大于1 μπι。主要是低介电常数的介质层组成,保证绝缘层的绝缘性和抗电击穿性。所述第二绝缘层的厚度大于2 μ m0保证绝缘层在应用中的机械稳定性及绝缘可靠性。所述第一金属焊盘和第二金属焊盘的高度差大于8 μπι。第一金属焊盘和第二金属焊盘之间的高度差能提高焊接识别度,并对不同金属焊盘使用差别化工艺条件。所述第一金属焊盘包括铜元素。含铜电极成本低可焊性好,常见金属中导热性仅次与银。所述第一金属焊盘的厚度大于第二金属焊盘71b的厚度。所述第一金属焊盘的厚度为5 μ m,第二金属焊盘的厚度为2 μπι。更厚的第一金属焊盘能更大程度增加第一金属焊盘和第二金属焊盘间的高度差,降低焊接时焊盘上焊料溢出对可靠性的影响。所述第一金属焊盘的表面积占半导体二极管芯片总表面积的80%以上,更大的金属面利于芯片散热。【附图说明】图1为本技术半导体层的剖面结构示意图。图2为本技术实施例一的剖面示意图。图3为图2的俯向示意图。图4为本技术实施例二的剖面示意图。图5图4的俯向示意图。【具体实施方式】实施例1:是由单一的半导体单元组成为一个半导体二极管芯片的例子。如图1所示,在透明载体01上依次设置第二半导体层11、半导体发光层21和第一半导体层31,制成的半导体层总厚度大于5 μπι。如图2所示,第一导电层(含反射金属元素的金属层)41设置于第一半导体层31上,第二导电层61设置于第一导电层41上,第二导电层61还与第二半导体层11形成欧姆接触,在第一导电层41和第二导电层61之间设置第一绝缘层51a,第一绝缘层51a厚度一般大于1 μπι。第二导电层61的部分延伸至裸露的透明载体01上,延伸的部分或全部与第二金属焊盘71b欧姆接触。第一金属焊盘71a置于发光层最上方,在第一金属焊盘71a与第二导电层61重叠的部分设置第二绝缘层51b,第二绝缘层51b的厚度一般厚度大于2 μπι。第一金属焊盘71a通过设置在第一绝缘层51a和第二绝缘层51b上的通孔与第一导电层41欧姆接触。第一金属焊盘71a和第二金属焊盘71b同为含金元素的焊盘,两者高度差大于8 μπι ;进一步的,第一金属焊盘71a与第二金属焊盘72b含有不同金属元素,更优化的是第一金属焊盘71a是含铜的焊盘,厚度可以大于第二金属焊盘71b,如第一金属焊盘71a的厚度为5 μm,第二金属焊盘的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体二极管芯片,包括依次设置在透明载体上的第二半导体层、半导体发光层和第一半导体层;其特征在于:第一导电层设置于第一半导体层上,第一导电层与第一半导体层欧姆接触;第一绝缘层覆盖由第二半导体层、半导体发光层、第一半导体层和第一导电层组成的半导体层侧壁,第一绝缘层还延伸覆盖部分透明载体;在第一绝缘层外侧设置第二导电层,并且,第二导电层与第二半导体层形成欧姆接触,第二导电层在半导体层侧壁还延伸至裸露的透明载体上;在第二导电层外设置第二绝缘层;第二金属焊盘与延伸至透明载体上的第二导电层欧姆接触;第一金属焊盘设置在第二绝缘层上,第一金属焊盘覆盖整个发光层,并经过第二绝缘层和第一绝缘层的通孔与第一导电层欧姆接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:金豫浙冯亚萍薛生杰李佳佳李志聪孙一军王国宏
申请(专利权)人:扬州中科半导体照明有限公司
类型:新型
国别省市:江苏;32

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