互连凸块、半导体器件、半导体器件封装件和照明设备制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件的互连凸块、半导体器件、半导体器件封装件和照明设备。所述半导体器件包括发光结构和互连凸块，所述互连凸块包括：凸块下冶金层，其位于第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层中的至少一个的电极上，并且具有与电极的表面相对的第一表面，以及从第一表面的边缘延伸以连接至电极的第二表面；金属间化合物，其位于凸块下冶金层的第一表面上；焊料凸块，其键合至凸块下冶金层，并使金属间化合物介于焊料凸块与凸块下冶金之间；以及阻挡层，其位于凸块下冶金层的第二表面上，并且实质上防止焊料凸块扩散至凸块下冶金层的第二表面。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2014年11月10日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2014-0154974的优先权，该申请的全部公开内容以引用方式并入本文中。
示例实施例涉及半导体器件、半导体器件封装件和/或一种照明设备。
技术介绍
形成在包括发光二极管(LED)的半导体芯片的电极上的焊料凸块可通过在凸块下冶金(UBM)层上形成焊料以及使焊料回流而形成。由于在回流处理期间焊料的相变，使得形成在焊料与UBM层之间的金属间化合物(IMC)会由于UBM层的润湿性而扩散至UBM层的侧表面，以与电极接触。相变所产生的残余应力会导致IMC中与电极接触的相对易碎部分的裂纹，从而会使得焊料凸块与电极分离。
技术实现思路
示例实施例可提供一种减少或实质上防止金属间化合物(IMC)中出现裂纹的方案。根据示例实施例，一种半导体器件可包括：发光结构，其包括第一导电类型的半导体层、第二导电类型的半导体层以及所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的半导体层之间的有源层，所述第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层由AlxInyGa(1-x-y)N形成或者包括AlxInyGa(1-x-y)N，其中0≤x＜1，0≤y＜1，并且0≤x+y＜1；以及互连凸块，其包括：凸块下冶金(UBM)层，其设置在所述第一导电类型的半导体层和所述第二导电类型的半导体层中的至少一个的电极上并且具有与所述电极的表面相对设置的第一表面以及从所述第一表面的边缘延伸以连接至所述电极的第二表面；金属间化合物(IMC)，其设置在所述UBM层的第一表面上；焊料凸块，其键合至所述UBM层并使IMC介于焊料凸块与所述UBM层之间；以及阻挡层，其位于所述UBM层的第二表面上且实质上防止所述焊料凸块扩散至所述UBM层的第二表面。可以不在所述阻挡层中形成所述IMC或所述焊料凸块。所述阻挡层可包括氧化物层，其包含所述UBM层的至少一种元素。所述阻挡层可包括氧化物层，其包含镍(Ni)和铜(Cu)中的至少一个。所述阻挡层关于所述IMC和所述焊料凸块的润湿性水平可以比关于所述UBM层的润湿性水平更低。所述UBM层的第二表面可具有从所述UBM层的第一表面朝着所述电极稍微倾斜的结构。所述UBM层的第二表面可实质上垂直于所述电极的表面。所述UBM层可具有多层结构，其包括与所述电极接触的钛(Ti)层以及设置在所述Ti层上的Ni层或Cu层。所述UBM层可具有多层结构，其包括与所述电极接触的铬(Cr)层以及设置在所述Cr层上的Ni层或Cu层。所述UBM层可具有由Ni层或Cu层之一形成或者包括Ni层或Cu层之一的单层结构。所述半导体器件还可包括邻近所述电极上的UBM层设置的钝化层。在所述电极上，所述钝化层可设置为通过与所述UBM层间隔开而与其分离。所述钝化层的厚度可小于所述UBM层的厚度。根据示例实施例，一种半导体器件可包括含有多个电极的发光结构以及设置在所述多个电极上的互连凸块，其中所述互连凸块包括：设置在所述电极上的UBM层，所述UBM层具有与所述电极的表面相对的第一表面以及从所述第一表面的边缘延伸以连接至所述电极的第二表面；IMC，其设置在所述UBM层的第一表面上；焊料凸块，其键合至所述UBM层，并使IMC介于焊料凸块与所述UBM层之间；以及阻挡层，其设置在所述UBM层的第二表面上，所述阻挡层实质上防止所述焊料凸块扩散至所述UBM层的第二表面。所述多个电极可在发光结构中沿着单个方向设置。所述发光结构可包括第一导电类型的半导体层、第二导电类型的半导体层以及设置在所述第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间的有源层，所述第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层由AlxInyGa(1-x-y)N形成或者包括AlxInyGa(1-x-y)N，其中0≤x＜1，0≤y＜1，并且0≤x+y＜1。根据示例实施例，一种半导体器件封装件可包括封装件主体、安装在封装件主体上的半导体器件以及对半导体器件进行包封的包封部分。所述包封部分可包含至少一种磷光体。根据示例实施例，一种照明设备可包括壳体和所述壳体中的至少一个半导体器件封装件。所述照明设备还可包括盖体单元，其安装在所述壳体中并且包封所述至少一个半导体器件封装件。附图说明将从以下结合附图的具体实施方式中更加清楚地理解示例实施例的以上和其它特征和优点，图中：图1是示意性示出根据示例实施例的半导体器件的互连凸块的截面图；图2是示意性示出图1的互连凸块的修改示例的截面图；图3至图11是示意性示出制造根据至少一个示例实施例的半导体器件的互连凸块的方法中的顺序操作的示图；图12至图17是示意性示出制造根据另一示例实施例的半导体器件的互连凸块的方法中的顺序操作的示图；图18是示意性示出根据示例实施例的半导体器件的截面图；图19和图20是示意性示出将根据示例实施例的半导体器件应用于封装件的示例的截面图；图21是示出可应用于示例实施例的波长转换材料的CIE1931色空间图；图22和图23是示出利用根据示例实施例的半导体器件的背光单元的示例的截面图；图24和图25是示出利用根据示例实施例的半导体器件的照明设备的示例的分解透视图；以及图26和图27是示意性示出使用了利用根据示例实施例的照明设备的照明系统的家庭网络的示图。具体实施方式下文中，将参照附图详细描述示例实施例。然而，示例实施例可按照许多不同形式示例，并且不应理解为限于本文阐述的特定实施例。相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且向本领域技术人员充分地传达本专利技术的范围。应该理解，当一个元件被称作“位于”另一元件“上”、“连接至”或“耦接至”另一元件时，所述元件可直接位于所述另一元件上、连接至或耦接至另一元件，或者可存在中间元件。相反，当元件被称作“直接位于”另一元件“上”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的那样，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。此外，应该理解，当一层被称作“位于”另一层“下方”时，其可直接位于下方，或者也可存在一个或多个中间层。另外，应该理解，当一层被称作“位于”两层“之间”时，该层可为所述两层之间的唯一层，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：发光结构，其包括第一导电类型的半导体层、第二导电类型的半导体层以及所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的半导体层之间的有源层，所述第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层包括AlxInyGa(1‑x‑y)N，其中0≤x＜1，0≤y＜1，并且0≤x+y＜1；以及互连凸块，其包括：凸块下冶金层，其位于第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层中的至少一个的电极上，所述凸块下冶金层具有与电极的表面相对的第一表面，以及从所述第一表面的边缘延伸并连接至所述电极的第二表面；金属间化合物，其位于所述凸块下冶金层的第一表面上；焊料凸块，其键合至所述凸块下冶金层，并使所述金属间化合物介于所述焊料凸块与所述凸块下冶金层之间；以及阻挡层，其位于所述凸块下冶金层的第二表面上，并且实质上防止所述焊料凸块扩散至所述凸块下冶金层的第二表面。

【技术特征摘要】
2014.11.10 KR 10-2014-01549741.一种半导体器件，包括：
发光结构，其包括第一导电类型的半导体层、第二导电类型的
半导体层以及所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的
半导体层之间的有源层，所述第一导电类型的半导体层和第二导电类
型的半导体层包括AlxInyGa(1-x-y)N，其中0≤x＜1，0≤y＜1，并且0
≤x+y＜1；以及
互连凸块，其包括：
凸块下冶金层，其位于第一导电类型的半导体层和第二导
电类型的半导体层中的至少一个的电极上，所述凸块下冶金层具有与
电极的表面相对的第一表面，以及从所述第一表面的边缘延伸并连接
至所述电极的第二表面；
金属间化合物，其位于所述凸块下冶金层的第一表面上；
焊料凸块，其键合至所述凸块下冶金层，并使所述金属间
化合物介于所述焊料凸块与所述凸块下冶金层之间；以及
阻挡层，其位于所述凸块下冶金层的第二表面上，并且实
质上防止所述焊料凸块扩散至所述凸块下冶金层的第二表面。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属间化合
物或所述焊料凸块没有形成在所述阻挡层中。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述阻挡层包括
氧化物层，其包含所述凸块下冶金层的至少一种元素。
4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述阻挡层包括
氧化物层，其包括镍(Ni)和铜(Cu)中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述阻挡层关于
所述金属间化合物和所述焊料凸块的润湿性水平比关于所述凸块下

\t冶金层的润湿性水平更低。
6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述凸块下冶金
层的第二表面具有从所述凸块下冶金层的第一表面朝着所述电极倾
斜的结构。
7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述凸块下冶金
层的第二表面实质上垂直于所述电极的表面。
8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述凸块下冶金
层具有多层结构，其包括与电极接触的钛(Ti)层以及所述Ti层上
的Ni层或Cu层。
9.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述凸块下冶金
层具有多层结构，其包括与电极接触的铬(Cr)层以及所述Cr层上
的Ni层或Cu层。
10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述凸块下冶
金层具有包括Ni层或Cu层之一的单层结构。
11.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括钝化层，其邻
近于所述电极上的凸块下冶金层。
12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中，所述钝化层与
所述电极上的凸块下冶金层间隔开。
13.根据权利要求11所述的半导体器件，其中，所述钝化层具
有比所述凸块下冶金层的厚度更小的厚度。
14.一种半导体器件，包括：
发光结构，其具有多个电极；以及
所述多个电极上的互连凸块，
其中所述互连凸块包括：
位于所述电极上的凸块下冶金层，所述凸块下冶金层具有
与所述电极的表面相对的第一表面，以及从所述第一表面的边缘延伸
并连接至所述电极的第二表面；
金属间化合物，其位于所述凸块下冶金层的第一表面上；
焊料凸块，其键合至所述凸块下冶金层，并使所述金属间
化合物介于所述焊料凸块与所述凸块下冶金层之间；以及
位于所述凸块下冶金层的第二表面上的阻挡层，所述阻挡
层实质上防止所述焊料凸块扩散至所述凸块下冶金层的第二表面。
15.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述多个电极
在所述发光结构中沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄硕珉，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR