倒装高压LED芯片制造技术

倒装高压LED芯片，包括衬底及M个芯片，每个芯片包括N型氮化镓层、发光层、P型氮化镓层、反射层、第一绝缘层、P引线电极、N引线电极及PN引线连接电极，在P引线电极和/或N引线电极和/或PN引线连接电极上形成散热凹槽；第二绝缘层覆盖于P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极的表面上及其之间的第一绝缘层表面上，并填充满散热凹槽，第二绝缘层上形成散热孔，散热孔在水平面上的投影位于散热凹槽内；第二绝缘层沉积N焊盘及P焊盘，散热孔内填充满导热柱，导热柱与所述P焊盘及N焊盘相连。本实用新型专利技术在P焊盘、N焊盘与引线电极之间设置散热柱，使得LED倒装高压芯片散热速度更快，发热少。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体光电芯片
，尤其涉及一种倒装高压LED芯片。
技术介绍
随着LED (发光二极管)发光效率的不断提高，LED已成为近年来最受重视的光源之一。随着LED工艺的发展，直接采用高压驱动的LED已经实现。高压LED的效率优于一般传统低压LED，主要归因于小电流、多单元的设计能均匀的将电流扩散开，而且高压LED可以实现直接高压驱动，从而节省LED驱动的成本。现有的高压LED芯片存在着功率增加、散热难及可靠性降低的问题，针对这些问题，业界对高压LED芯片的结构出了进一步的改进。例如，专利申请号为201310465534.7的中国技术专利申请公开了一种LED倒装高压芯片及其制作方法，其在芯片的第二绝缘层上覆盖两个大焊盘，通过AuSn或锡膏焊接把热量从焊盘扩散到基板。上述LED倒装高压芯片主要通过传导散热，但是其第二绝缘层采用有机硅胶制成且厚度大于6um，由于第二绝缘层较厚而且导热系数较低，所以热量依然难以导出，热量聚集在芯片上会影响芯片可靠性，增加光衰和减少芯片寿命，LED高压芯片的导热及可靠性问题仍然没有得到解决。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够改善散热问题的倒装高压LED芯片。为了实现上述目的，本技术采取如下的技术解决方案:倒装高压LED芯片，包括衬底以及位于所述衬底表面上彼此相互独立的M个芯片，M ^ 2，所述每个芯片包括依次生长于所述衬底表面上的N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层构成芯片的外延层，所述每个芯片的P型氮化镓层上形成有反射层；覆盖所述每个芯片的外延层及反射层表面的第一绝缘层；与第一芯片的反射层电连接的P引线电极；与第M芯片的N型氮化镓层电连接的N引线电极；依次将第i芯片的N型氮化镓层和第i+Ι芯片的反射层进行串联电连接的PN引线连接电极，i = 1，…，M-1，每两个相互串联的芯片的PN引线连接电极彼此相互独立，在所述P引线电极和/或N引线电极和/或PN引线连接电极上形成贯穿至所述第一绝缘层表面的环形的散热凹槽；第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖于P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极的表面上及P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极之间的第一绝缘层表面上，并填充满所述散热凹槽，所述第二绝缘层上形成贯穿至所述P引线电极和/或N引线电极和/或PN引线连接电极表面的散热孔，所述散热孔在水平面上的投影位于所述散热凹槽内；沉积于所述第二绝缘层上并与所述N引线电极连接的N焊盘；沉积于所述第二绝缘层上并与所述P引线电极连接的P焊盘；填充满所述散热孔的导热柱，所述导热柱与所述P焊盘及N焊盘相连。本技术的倒装高压LED芯片的N焊盘和P焊盘部分填充满所述散热孔形成导热柱。本技术的倒装高压LED芯片还包括:贯穿所述外延层、露出所述衬底表面的沟槽，所述沟槽将每个芯片相隔离；贯穿每个芯片的P型氮化镓、发光层直到N型氮化镓层表面的N电极孔；所述第一绝缘层填充所述沟槽和N电极孔，每个芯片的第一绝缘层上形成有与所述反射层表面相连的P型接触孔和与所述N型氮化镓层表面相连的N型接触孔；所述P引线电极沉积在第一芯片表面的部分第一绝缘层上及P型接触孔内、通过第一芯片上的P型接触孔与第一芯片的反射层电连接；所述N引线电极沉积在第M芯片表面的部分第一绝缘层上及N型接触孔内、通过第M芯片上的N型接触孔与第M芯片的N型氮化镓层电连接；所述PN引线连接电极沉积在相邻芯片的部分第一绝缘层上及N型接触孔、P型接触孔内；所述第二绝缘层上形成有与第M芯片上的N引线电极表面连接的N引线电极接触孔以及与第一芯片上的P引线电极表面连接的P引线电极接触孔；所述N焊盘沉积于所述第二绝缘层上和所述N引线电极接触孔内与所述N引线电极连接；所述P焊盘沉积于所述第二绝缘层上和所述P引线电极接触孔内与所述P引线电极连接。本技术的倒装高压LED芯片的第一绝缘层沿芯片周边侧壁与衬底贴合。本技术的倒装高压LED芯片的第二绝缘层沿芯片周边侧壁与第一绝缘层贴合，每个芯片依次被所述第一绝缘层和第二绝缘层完全包裹。本技术的倒装高压LED芯片的N焊盘与P焊盘表面上覆盖有锡膏层。本技术的倒装高压LED芯片的锡膏层的厚度为50?lOOum。由以上技术方案可知，本技术在P焊盘和N焊盘与引线电极和/或引线连接电极之间设置导热柱，导热柱与引线电极和/或引线连接电极和P焊盘、N焊盘相接触，导热柱可以直接将发光层产生的热量导出至P焊盘和N焊盘，不必再经过第二绝缘层，使得高压芯片散热速度更快，散热效果更好，发热少；而且P焊盘和N焊盘倒装接触面积大，且发光层离基板近，可以很容易的将热量导出。此外，第二绝缘层优选采用具备一定弹性的材料，能够吸收导致LED高压芯片内部损害的热应力，从而保证LED高压芯片工作的可靠性。【附图说明】图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例高压LED芯片形成外延层的结构示意图；图3为高压LED芯片形成反射层的结构示意图；图4a为高压LED芯片形成沟槽和N电极孔的结构示意图；图4b为形成沟槽和N电极的孔高压LED芯片的俯视图；图5为高压LED芯片形成第一绝缘层的结构示意图；图6a为高压LED芯片形成P型接触孔和N型接触孔的结构示意图；图6b为形成P型接触孔和N型接触孔的高压LED芯片的俯视图；图7a为高压LED芯片形成N引线电极、PN引线连接电极和P引线电极的结构示意图；图7b为形成N引线电极、PN引线连接电极和P引线电极的高压LED芯片的俯视图；图8为高压LED芯片形成第二绝缘层的结构示意图；图9a为高压LED芯片形成N引线电极接触孔和P引线电极接触孔的结构示意图；图9b为形成N引线电极接触孔和P引线电极接触孔的高压LED芯片的俯视图。以下结合附图对本技术的【具体实施方式】作进一步详细地说明。【具体实施方式】如图1所示，本技术的倒装高压LED芯片包括衬底I以及位于衬底I表面上彼此相互绝缘独立的M个芯片10，M为大于等于2的整数，每一芯片10包括依次生长于衬底I表面上的N型氮化镓层11、发光层12及P型氮化镓层13，P型氮化镓层13上覆盖反射层15，N型氮化镓层11、发光层12及P型氮化镓层13构成每个芯片的外延层2。每个芯片由沟槽3隔离开，沟槽3的深度至衬底I表面。在每个芯片的外延层2及反射层15表面覆盖第一绝缘层16。第一绝缘层16上形成与第一芯片的反射层15电连接的P引线电极31、与第M芯片的N型氮化镓层11电连接的N引线电极32以及将一个芯片的N型氮化镓层和相邻一个芯片的反射层依次串接的PN引线连接电极33。在P引线电极31和/或N引线电极32和/或PN引线连接电极33上形成贯穿至第一绝缘层16表面的环形的散热凹槽65。在P引线电极31、PN引线连接电极33和N引线电极32的表面上及位于P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极彼此之间的第一绝缘层16表面上覆盖有第二绝缘层22，第二绝缘层22填充满散热凹槽65，第二绝缘层22上形成贯穿至引线电极和/或引线连接电极表面的散热孔45，该散热孔45在水平面(垂直于其轴线的平面)上的投影位于散热凹槽65内。散热孔的外边缘位于散热凹槽区域内，也包括其外边缘正好位于散热凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
倒装高压LED芯片，包括衬底以及位于所述衬底表面上彼此相互独立的M个芯片，M≥2，所述每个芯片包括依次生长于所述衬底表面上的N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层构成芯片的外延层，所述每个芯片的P型氮化镓层上形成有反射层；其特征在于，还包括：覆盖所述每个芯片的外延层及反射层表面的第一绝缘层；与第一芯片的反射层电连接的P引线电极；与第M芯片的N型氮化镓层电连接的N引线电极；依次将第i芯片的N型氮化镓层和第i+1芯片的反射层进行串联电连接的PN引线连接电极，i＝1，…，M‑1，每两个相互串联的芯片的PN引线连接电极彼此相互独立，在所述P引线电极和/或N引线电极和/或PN引线连接电极上形成贯穿至所述第一绝缘层表面的环形的散热凹槽；第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖于P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极的表面上及P引线电极、PN引线连接电极和N引线电极之间的第一绝缘层表面上，并填充满所述散热凹槽，所述第二绝缘层上形成贯穿至所述P引线电极和/或N引线电极和/或PN引线连接电极表面的散热孔，所述散热孔在水平面上的投影位于所述散热凹槽内；沉积于所述第二绝缘层上并与所述N引线电极连接的N焊盘；沉积于所述第二绝缘层上并与所述P引线电极连接的P焊盘；填充满所述散热孔的导热柱，所述导热柱与所述P焊盘及N焊盘相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬雷，陈顺利，莫庆伟，
申请(专利权)人：大连德豪光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21