高可靠性发光二极管制造技术

提供一种高可靠性发光二极管。发光二极管，包括：第一导电型半导体层；台面，布置在第一导电型半导体层上，并且包括第二导电型半导体层以及布置在第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；欧姆反射层，布置在台面上而与第二导电型半导体层欧姆接触；下部绝缘层，覆盖台面以及欧姆反射层，并且局部地暴露第一导电型半导体层以及欧姆反射层；第一焊盘金属层，布置在下部绝缘层上，并且与第一导电型半导体层电连接；金属反射层，布置在下部绝缘层上，并且与第一焊盘金属层在水平方向上相隔；以及上部绝缘层，覆盖第一焊盘金属层以及金属反射层，并且具有暴露第一焊盘金属层的开口部，金属反射层的至少一部分覆盖台面的侧表面。的侧表面。的侧表面。

【技术实现步骤摘要】
高可靠性发光二极管
[0001]本申请是国际申请日为2017年10月11日、申请号为201780075097.4的专利技术专利申请“高可靠性发光二极管”的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种发光二极管，更详细地，涉及一种高可靠性发光二极管。

技术介绍

[0003]通常，如氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)等Ⅲ族元素的氮化物由于热稳定性优异，并且具有直接迁移型的能带(band)结构，因此作为可见光线以及紫外线区域的光源用物质而正受到诸多关注。尤其是，利用氮化铟镓(InGaN)的蓝色以及绿色发光二极管被利用在诸如大型天然色平板显示装置、信号灯、室内照明、高密度光源、高分辨率输出系统和光通信等多种应用领域。
[0004]发光二极管一般经过封装工艺而以封装件形态使用。然而最近，对于发光二极管正在进行着关于在芯片级进行封装工艺的芯片级封装件形态的发光二极管的研究。这种发光二极管由于其大小小于一般封装件，并且不单独执行封装工艺，因此可以更加简化工艺而节约时间以及成本。芯片级封装件形态的发光二极管大致具有倒装芯片形态的电极结构，并且由于可以利用凸块焊盘而散热，因此散热特性优异。
[0005]并且，芯片级封装件形态的发光二极管一般在第一导电型半导体层电接触的焊盘金属层具有相当大的面积，并且向台面外部延伸。这种焊盘金属层容易受从发光二极管的边缘渗透的水分的影响，从而容易发生接触不良等可靠性问题。
[0006]此外，正在开发将多个发光单元串联连接的发光二极管。这种发光二极管可以使一个发光二极管在高电压低电流下工作，从而可以缓解发光二极管的骤降(droop)现象。
[0007]然而，在串联连接多个发光单元的情形下，凸块焊盘被电连接到一个发光单元，因此在没有电连接于凸块焊盘的发光单元，通过凸块焊盘进行的散热可能受到限制。

技术实现思路

[0008]技术问题
[0009]本专利技术希望解决的课题为，提供一种提高了可靠性的芯片级封装件形态的倒装芯片结构发光二极管。
[0010]本专利技术希望解决的另一课题为，提供一种可靠性高并且光提取效率高的发光二极管。
[0011]本专利技术希望解决的另一课题为，提供一种提高了散热效率的发光二极管。
[0012]本专利技术希望解决的另一课题为，提供一种具有串联连接的多个发光单元的同时散热性能也被提高的发光二极管。
[0013]本专利技术希望解决的另一课题为，提供一种提高了通过凸块焊盘进行的散热的芯片级封装件形态的倒装芯片结构发光二极管。
[0014]技术方案
[0015]根据本专利技术的一实施例的发光二极管，包括：第一导电型半导体层；台面，布置在所述第一导电型半导体层上，并且包括第二导电型半导体层以及布置在所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；欧姆反射层，布置在所述台面上而与所述第二导电型半导体层欧姆接触；下部绝缘层，覆盖所述台面以及欧姆反射层，并且局部地暴露所述第一导电型半导体层以及所述欧姆反射层；第一焊盘金属层，布置在所述下部绝缘层上，并且与所述第一导电型半导体层电连接；金属反射层，布置在所述下部绝缘层上，并且与所述第一焊盘金属层在水平方向上相隔；以及上部绝缘层，覆盖所述第一焊盘金属层以及所述金属反射层，并且具有暴露所述第一焊盘金属层的开口部，所述金属反射层的至少一部分覆盖所述台面的侧表面。
[0016]在本说明书中，台面布置在第一导电型半导体层的一部分区域上。因此第一导电型半导体的一部分会在台面周围暴露。第一导电型半导体层可以沿着台面的外周而以环形形状暴露，但并不一定限于此，也可以在台面的一侧暴露第一导电型半导体层，在另一侧，台面的侧表面和第一导电型半导体层的侧面也可以是连续的。
[0017]由于在第一导电型半导体层上形成了台面，因此在第一导电型半导体层和台面之间形成有阶梯差。即，发光二极管会具有不平坦的形态。据此，在台面周围的区域容易发生由于水分渗透而导致的不良，尤其有可能在欧姆接触到第一导电型半导体层的第一焊盘金属层导致接触不良。然而，根据本专利技术的上述实施例，通过选择与第一焊盘金属层相隔的金属反射层，可以减少向第一焊盘金属层的水分渗透。更进一步，由于金属反射层覆盖台面的侧表面，因此可以反射从活性层向台面侧表面行进的光，从而防止光损失。
[0018]在几个实施例，所述台面可以包括暴露所述第一导电型半导体层的贯通孔。所述下部绝缘层具有在所述贯通孔内暴露所述第一导电型半导体层的开口部，所述第一焊盘金属层通过所述下部绝缘层的开口部而电连接。由于第一焊盘金属层在贯通孔内电接触到第一导电型半导体层，因此可以增加水分的渗透途径，从而可以更有效地防止接触不良。
[0019]然而，本专利技术并不限于此。例如，所述下部绝缘层布置为在所述台面外部暴露所述第一导电型半导体层，所述第一焊盘金属层可以与暴露在所述台面外部的第一导电型半导体层电连接。
[0020]此外，所述发光二极管还可以包括：第二焊盘金属层，布置在所述下部绝缘层上，并与所述欧姆反射层电连接，所述金属反射层与所述第二焊盘金属层在水平方向上相隔。
[0021]更进一步，所述金属反射层由与所述第一焊盘金属层以及所述第二焊盘金属层相同的材料形成，从而位于相同位置级。
[0022]在此，“相同位置级”与其说是表示高度相同，不如说是表示工艺步骤相同。第一焊盘金属层、第二焊盘金属层以及金属反射层(或者第三焊盘金属层)在基板上的形态被决定后在基板的相同形态上一起形成。因此，即使高度彼此不同，只要可以在相同步骤形成，即可以视为位于相同位置级。因此，特定部分可以比其他部分更低或者更高地形成。第一焊盘金属层、第二焊盘金属层以及金属反射层(或者第三焊盘金属层)可以在形成有下部绝缘层的状态下通过相同工艺而一起形成从而位于相同位置级。
[0023]此外，所述上部绝缘层还可以包括暴露所述第二焊盘金属层的开口部。
[0024]在几个实施例中，所述发光二极管可以利用暴露在所述上部绝缘层的开口部的所
述第一焊盘金属层以及第二焊盘金属层的区域而通过键合材料直接倒装键合到衬底或者电路基板等。
[0025]在另一实施例，所述发光二极管还可以包括与通过所述上部绝缘层的开口部而暴露的所述第一焊盘金属层以及第二焊盘金属层的上表面分别接触的第一凸块焊盘以及第二凸块焊盘。所述发光二极管可以通过所述第一凸块焊盘以及所述第二凸块焊盘而倒装键合到衬底或者电路基板等。
[0026]更进一步，所述上部绝缘层还可以包括暴露所述金属反射层的开口部，所述第一凸块焊盘或者所述第二凸块焊盘通过所述上部绝缘层的开口部而连接到所述金属反射层。例如，所述发光二极管可以包括多个金属反射层，所述金属反射层可以分别连接到所述第一凸块焊盘或者第二凸块焊盘。
[0027]随着金属反射层(或者第三焊盘金属层)连接到第一凸块焊盘或者第二凸块焊盘，由于可以通过金属反射层而散热，因此可以改善散热效率。在此，所述金属反射层可以执行作为散热垫的功能。
[0028]在几个实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光元件，包括：第一导电型半导体层；台面，布置在所述第一导电型半导体层上，并且包括第二导电型半导体层以及布置在所述第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间的活性层；欧姆层，布置在所述台面上而与所述第二导电型半导体层欧姆接触；下部绝缘层，覆盖所述台面以及欧姆层，并且局部地暴露所述第一导电型半导体层以及所述欧姆层；第一焊盘金属层，布置在所述下部绝缘层上，并且与所述第一导电型半导体层电连接；金属反射层，与所述第一焊盘金属层在水平方向上相隔；以及上部绝缘层，覆盖所述第一焊盘金属层以及所述金属反射层，并且具有暴露所述第一焊盘金属层的开口部，其中，所述台面的边缘包括朝向台面区域内侧凹陷的多个槽，所述下部绝缘层在所述多个槽暴露所述第一导电型半导体层。2.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述多个槽对称布置。3.根据权利要求1所述的发光元件，包括：第一凸块焊盘以及第二凸块焊盘，形成于所述上部绝缘层上，中央区域，形成于第一凸块焊盘与第二凸块焊盘之间。4.根据权利要求3所述的发光元件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世熙，金贤儿，李俊燮，姜珉佑，林亨镇，
申请(专利权)人：首尔伟傲世有限公司，
类型：发明
国别省市：