一种耐基板翘曲的倒装LED芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种耐基板翘曲的倒装LED芯片，其包括应力缓冲层、衬底、发光结构、一次电极结构、钝化层和二次电极结构；发光结构设于衬底的正面，一次电极结构设于发光结构上，钝化层设于一次电极结构上，二次电极结构设于钝化层上；二次电极结构贯穿钝化层与一次电极结构连接；应力缓冲层设于衬底的背面。实施本实用新型专利技术，应力缓冲层可提供与封装应力方向相反的应力，有效降低封装翘曲，使得封装基板平整度高，焊接良率提升，从而提升了倒装LED芯片的整体良率。

【技术实现步骤摘要】
一种耐基板翘曲的倒装LED芯片
本技术涉及光电子制造
，尤其涉及一种耐基板翘曲的倒装LED芯片。
技术介绍
倒装LED芯片是一种新型LED芯片，其散热性能和光效都比普通正装LED芯片优异，因此广泛应用于各类照明产品，低阶应用如球泡灯、吸顶灯，高阶应用如车灯、路灯等。倒装LED芯片的封装于传统正装LED芯片相差较大，实现有效的实现封装是倒装LED芯片产业化的关键内容。倒装LED芯片对于封装基板的平整度要求高，若基板不平，容易使得芯片受损(参图1，由于基板翘曲，应力大，导致钝化层开裂)；同时，基板翘曲也会造成漏电，电压不良等缺陷，使得LED芯片出现异常不良，据统计，采用普通基板时，现有的异常不良率(VF＜5.8V)时可达到15％以上，甚至可达到65％；此外，基板翘曲也容易造成焊接良率低，漏电、死灯的问题。因此，如何加大倒装LED芯片对于不良封装基板的制程窗口，是本领域亟待克服的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，提供一种耐基板翘曲的倒装LED芯片，其耐弯曲能力强，可有效降低封装异常不良率。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种耐基板翘曲的倒装LED芯片，其包括应力缓冲层、衬底、发光结构、一次电极结构、钝化层和二次电极结构；所述发光结构设于所述衬底的正面，所述一次电极结构设于所述发光结构上，所述钝化层设于所述一次电极结构上，所述二次电极结构设于所述钝化层上；所述二次电极结构贯穿所述钝化层与所述一次电极结构连接；所述应力缓冲层设于所述衬底的背面。作为上述技术方案的改进，所述应力缓冲层由AlN或BN制成，其厚度为0.3～6μm。作为上述技术方案的改进，所述二次电极结构包括依次设于所述钝化层上的连接层、阻挡层、弹性层和粘附层。作为上述技术方案的改进，所述连接层由Cr或Ti制成，其厚度为2～50nm。作为上述技术方案的改进，所述阻挡层包括第一阻挡层、第二阻挡层和第三阻挡层，所述第二阻挡层由Ni制成，所述第一阻挡层和第三阻挡层由Au、Pt、Ti中的一种制成。作为上述技术方案的改进，所述第一阻挡层和所述第三阻挡层的厚度为100～500nm，所述第二阻挡层的厚度为50～200nm。作为上述技术方案的改进，所述阻挡层依次包括Au层、Ni层和Au层；或所述阻挡层依次包括Ti层、Ni层和Ti层；或所述阻挡层依次包括Au层、Ni层和Pt层。作为上述技术方案的改进，所述弹性层为一层AuSn合金层；或所述弹性层包括多层Au层、Sn层和AuSn合金层；所述弹性层的厚度≥2.5μm。作为上述技术方案的改进，所述粘附层由Au或Pt制成，其厚度为10～100nm。作为上述技术方案的改进，所述衬底为蓝宝石，所述二次电极结构平行于所述衬底的易轴方向。实施本技术，具有如下有益效果：本技术的倒装LED芯片，在衬底的背面设置了应力缓冲层，其可提供与封装应力方向相反的应力，有效降低封装翘曲，使得封装基板平整度高，焊接良率提升，从而提升了倒装LED芯片的整体良率。并且，本技术的二次电极包括连接层、阻挡层、弹性层和粘附层，这种结构的弹性更强，保护芯片主体不受基板应力拉扯，加大了倒装LED芯片对于不良封装基板的制程窗口。附图说明图1是现有倒装LED芯片封装缺陷图；图2是本技术一种耐基板翘曲的倒装LED芯片结构示意图；图3是蓝宝石衬底易轴方向示意图(衬底方向)；图4是蓝宝石衬底易轴方向示意图(晶体方向，蓝宝石晶体c轴俯视)；图5是本技术第一二次电极的结构示意图；图6是本技术第二二次电极的结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。仅此声明，本技术在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本技术的附图为基准，其并不是对本技术的具体限定。参见图2，本技术提供一种耐基板翘曲的倒装LED芯片，其包括应力缓冲层1、衬底2、发光结构3、一次电极结构4、钝化层5和二次电极结构6；其中，应力缓冲层1设置在衬底2的背面，其可提供与封装应力方向相反的应力，从而起到缓解封装基板翘曲的作用。具体的，应力缓冲层1可为AlN层、BN层，但不限于此。应力缓冲层1的厚度为0.3～6μm，当其厚度＜0.3μm时，其提供的应力较小，对基板翘曲的矫正作用小；当其厚度＞6μm时，则提供应力过大，容易造成反向翘曲。优选的，应力缓冲层的厚度为1～4μm，示例性地可为1μm、1.5μm、1.8μm、2.4μm、2.6μm、3μm、3.5μm，但不限于此。需要说明的是，在倒装LED芯片焊接时，焊接温度可高达300℃，由于蓝宝石和GaN(发光结构)的热膨胀系数不同【蓝宝石的膨胀系数是(6～7)×10-6/K。GaN的热膨胀系数是a轴为5.59×10-6/K，c轴为3.17×10-6/K】，焊接过程中衬底受到GaN的张应力，容易发生翘曲；为此，本实施例在衬底背面设置了AlN应力缓冲层，其热膨胀系数是3.5×10-6/K，可提供与GaN层反向的张应力，从而矫正翘曲。还需要说明的是，现有技术中，往往将AlN沉积在衬底正面，以起到缓冲作用，其主要的作用机理是AlN可缓解衬底与GaN层之间的晶格失配，从而减少位错密度，减少晶内压力。这与本实施例中的作用机理是不同的。本实施例中的应力缓冲层1是在倒装LED芯片的正面结构完成，衬底2研磨减薄之后再形成的，其形成温度为500～800℃。在此温度形成的应力缓冲层1即可在封装过程中提供较大的张应力，防止翘曲。需要说明的是，传统的设置在衬底正面的AlN层，为了发挥其降低位错的作用，其形成温度往往在900℃以上。这是因为形成温度较低时，AlN的晶体成核性差，晶体趋向性差，无法有效降低位错密度。衬底2可为蓝宝石、硅、金刚石，但不限于此；优选的，选用蓝宝石作为衬底2。发光结构3包括外延层31、透明导电层32、反射层33和裸露区。外延层31包括依次设置在衬底2上的第一半导体层311、发光层312和第二半导体层312。透明导电层32设置在第二半导体层313上，反射层33设置在透明导电层32上，在反射层32上设置孔洞321，外延层2整体刻蚀形成裸露区。一次电极结构4包括第一电极41和第二电极42，第一电极41设置在裸露区内，并与第一半导体层311电连接，第二电极42设置在反射层33上，并通过孔洞321与透明导电层32电连接，进而实现与第二半导体层313电连接。钝化层5设置在反射层33、一次电极结构4和裸露区表面，并且在第一电极41处设有第一镂空孔51、在第二电极42处设置第二镂空孔52。二次电极结构6包括第一二次电极61和第二二次电极62，其中，第一二次电极61通过第一镂空孔51与第一电极41电连接，第二二次电极62通过第二镂空孔52本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐基板翘曲的倒装LED芯片，其特征在于，包括应力缓冲层、衬底、发光结构、一次电极结构、钝化层和二次电极结构；/n所述发光结构设于所述衬底的正面，所述一次电极结构设于所述发光结构上，所述钝化层设于所述一次电极结构上，所述二次电极结构设于所述钝化层上；所述二次电极结构贯穿所述钝化层与所述一次电极结构连接；/n所述应力缓冲层设于所述衬底的背面。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐基板翘曲的倒装LED芯片，其特征在于，包括应力缓冲层、衬底、发光结构、一次电极结构、钝化层和二次电极结构；
所述发光结构设于所述衬底的正面，所述一次电极结构设于所述发光结构上，所述钝化层设于所述一次电极结构上，所述二次电极结构设于所述钝化层上；所述二次电极结构贯穿所述钝化层与所述一次电极结构连接；
所述应力缓冲层设于所述衬底的背面。


2.如权利要求1所述的耐基板翘曲的倒装LED芯片，其特征在于，所述应力缓冲层由AlN或BN制成，其厚度为0.3～6μm。


3.如权利要求1或2所述的耐基板翘曲的倒装LED芯片，其特征在于，所述二次电极结构包括依次设于所述钝化层上的连接层、阻挡层、弹性层和粘附层。


4.如权利要求3所述的耐基板翘曲的倒装LED芯片，其特征在于，所述连接层由Cr或Ti制成，其厚度为2～50nm。


5.如权利要求3所述的耐基板翘曲的倒装LED芯片，其特征在于，所述阻挡层包括第一阻挡层、第二阻挡层和第三阻挡层，所述第二阻挡层由Ni制成，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇美懿，李进，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44