半导体发光元件芯片集成装置及其制造方法制造方法及图纸

半导体发光元件芯片集成装置具有：安装基板(100)，在一个主面具有下部电极(120)；芯片结合部，由下部电极(120)的上表面的一部分等构成；纵型的半导体发光元件芯片(10)，结合到该芯片结合部，在上下具有多个p侧电极(17)和一个n侧电极；以及作为其上层的上部电极(140)，具有上部电极干线部(141)和多个上部电极支线部(142)，该上部电极干线部(141)与该多个上部电极支线部(142)通过薄膜熔断器(143)相互连接，半导体发光元件芯片(10)以使n侧电极朝向芯片结合部的方式进行结合，n侧电极与下部电极(120)相互电连接，至少一个p侧电极(17)与上部电极(140)的上部电极支线部(142)相互电连接。相互电连接。相互电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体发光元件芯片集成装置及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体发光元件芯片集成装置及其制造方法，例如，适宜应用于将微小化而成的纵型(或者垂直型)或者横型微型发光二极管(LED)芯片大批集成于基板上的微型LED显示器。

技术介绍

[0002]当前，薄型电视、智能手机等显示装置(显示器)的主流是液晶显示器(LCD)和有机EL显示器(OLED)。在当中的LCD的情况下，伴随着像素的微细化，所输出的光量是背景灯的光量的10分之一左右。OLED虽然理论上的电力效率高，但实际产品也停留于与LCD等同的水准。
[0003]作为远胜于LCD和OLED的高亮度、高效率(低功耗)的显示器，微型LED显示器受到关注。直接发光的微型LED显示器是高效率的，但为了实现微型LED显示器，需要使几千万个几μm至几十μm量级的尺寸的微型LED芯片排列于安装基板上。
[0004]作为这样使大量的微型LED芯片排列于安装基板上的方法，以往，提出了使用芯片分选器的方法、使用多芯片转印装置的方法(参照专利文献1、2)、通过激光照射实施的利用芯片喷出和液体的芯片排列方法(参照专利文献3)、利用磁性体膜的元件(芯片)的排列方法(参照专利文献4、5)等。
[0005]然而，通过在专利文献1～5中提出的方法，难以以低成本实现微型LED显示器。
[0006]在上述背景之下，本专利技术人提出了能够以低成本实现微型LED显示器的半导体芯片集成装置的制造方法(参照专利文献6)。在专利文献6中，将使例如构成为p侧电极侧与n侧电极侧相比被磁场更强烈地吸引的微型LED芯片分散于液体而得到的墨水喷出到基板的主面的芯片结合部，从基板的下方施加外部磁场，从而使微型LED芯片的p侧电极侧结合到芯片结合部，从而制造微型LED显示器。
[0007]另一方面，出于进行LED显示器的修理的目的，提出了一种能够将多个LED芯片安装到1个子像素内的具备冗余布局的面板构造(参照专利文献7)。另外，提出了一种将粒子状发光二极管散布于像素，关于不良像素的修复方法而具有由于过电流而阻断导通的熔断器部的显示装置(参照专利文献8)。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特表2017
‑
531915号公报
[0011]专利文献2：日本特表2017
‑
500757号公报
[0012]专利文献3：日本特开2005
‑
174979号公报
[0013]专利文献4：日本特开2003
‑
216052号公报
[0014]专利文献5：日本特开2016
‑
25205号公报
[0015]专利文献6：专利第6694222号公报
[0016]专利文献7：日本特表2016
‑
512347号公报
[0017]专利文献8：日本特开2010
‑
87452号公报

技术实现思路

[0018]专利技术所要解决的课题
[0019]根据专利文献6记载的微型LED显示器的制造方法，能够以低成本实现微型LED显示器，但在通过检查发现了微型LED芯片的不良状况的情况下，不一定容易进行该修理，存在改善的余地。
[0020]另外，在专利文献7所记载的方法中，伴随着通过采用冗余布局而LED芯片材料费大幅上升，阻碍低成本化。另外，专利文献8所记载的方法难以控制对粒子状发光二极管的半导体层进行蚀刻的工序，难以实用化。
[0021]因此，本专利技术所要解决的课题是提供一种不仅能够使用多芯片转印方式等以低成本制造以微型LED显示器为主的各种半导体发光元件芯片集成装置、当在将微型LED芯片等半导体发光元件芯片安装于基板上之后半导体发光元件芯片存在泄漏不良状况等不良状况的情况下能够容易地进行该修理的半导体发光元件芯片集成装置及其制造方法。
[0022]用于解决课题的技术方案
[0023]为了解决上述课题，本专利技术是一种半导体发光元件芯片集成装置，其中，具有：
[0024]基板，在一个主面具有下部电极；
[0025]芯片结合部，由上述下部电极的上表面的一部分或者在上述下部电极的上表面的一部分设置的凸部或凹部构成；
[0026]纵型的半导体发光元件芯片，结合到上述芯片结合部，在上下具有多个p侧电极和一个n侧电极；以及
[0027]作为上述半导体发光元件芯片的上层的上部电极，具有干线部和多个支线部，该干线部与该多个支线部通过薄膜熔断器相互连接或者相互直接连接，
[0028]上述半导体发光元件芯片以使上述n侧电极朝向上述芯片结合部的方式结合到上述芯片结合部，上述n侧电极与上述下部电极相互电连接，上述半导体发光元件芯片的至少一个上述p侧电极与上述上部电极的上述支线部相互电连接。
[0029]基板(或者安装基板)没有特别限定，例如是Si基板、玻璃基板、玻璃环氧基板、树脂膜、印刷基板等。基板既可以是刚体，也可以是柔性的，进一步地，也可以是透明、半透明、不透明，适当地选择。在设置于基板的一个主面的下部电极的上表面设置的芯片结合部的排列图案、大小、平面形状、间隔等根据所要安装的半导体发光元件芯片的大小和平面形状、半导体发光元件芯片集成装置的用途、所要求的功能等，以半导体发光元件芯片能够结合的方式适当选择。如果列举基板的芯片结合部的排列图案的一个例子，则按二维阵列状地设置芯片结合部。下部电极成为用于对结合到芯片结合部的半导体发光元件芯片之间进行电连接的布线。下部电极按规定的图案、配置、间隔设置。
[0030]半导体发光元件芯片的半导体发光元件除了发光二极管(LED)之外，还可以是激光二极管(LD)(特别是垂直共振器面发光激光器(VCSEL))、有机EL元件等。半导体发光元件是AlGaInN系半导体发光元件、AlGaInP系半导体发光元件等，但不限定于此。AlGaInN系半导体发光元件在得到从蓝紫、蓝色到绿色的波段(波长390nm～550nm)的发光的情况下使用，AlGaInP系半导体发光元件在得到红色的波段(波长600nm～650nm)的发光的情况下使
用。为了得到蓝色、绿色、红色的波段，也可以将AlGaInN系半导体发光元件与荧光体组合来实现。半导体发光元件芯片的p侧电极和n侧电极由以往公知的材料形成，根据需要来选择。半导体发光元件芯片在一个典型的例子中是氮化镓(GaN)系发光二极管。
[0031]典型地说，半导体发光元件芯片具有的多个p侧电极设置成一列或者多列，但不限定于此，一部分或者全部p侧电极也可以按不规则的配置来设置。p侧电极的数量或者在将p侧电极设置成一列或者多列的情况下的列数和各列的个数根据需要来选择。例如，在将p侧电极设置成一列或者多列的情况下，如果将芯片尺寸设为相同，如果考虑发生了半导体发光元件芯片相对于芯片结合部的位置偏移的情况，则一般来说，在可靠地进行半导体发光元件芯片的p侧电极与上部电极的支线部的电连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体发光元件芯片集成装置，其中，具有：基板，在一个主面具有下部电极；芯片结合部，由上述下部电极的上表面的一部分或者在上述下部电极的上表面的一部分设置的凸部或凹部构成；纵型的半导体发光元件芯片，结合到上述芯片结合部，在上下具有多个p侧电极和一个n侧电极；以及作为上述半导体发光元件芯片的上层的上部电极，具有干线部和多个支线部，该干线部与该多个支线部通过薄膜熔断器相互连接或者相互直接连接，上述半导体发光元件芯片以使上述n侧电极朝向上述芯片结合部的方式结合到上述芯片结合部，上述n侧电极与上述下部电极相互电连接，上述半导体发光元件芯片的至少一个上述p侧电极与上述上部电极的上述支线部相互电连接。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件芯片集成装置，其中，上述p侧电极和上述上部电极的上述支线部分别由透明电极构成，从上述半导体发光元件芯片发出的光透过上述p侧电极和上述上部电极的上述支线部而被取出。3.根据权利要求1所述的半导体发光元件芯片集成装置，其中，上述n侧电极和上述下部电极中的与上述芯片结合部对应的部分分别由透明电极构成，上述基板是透明的，从上述半导体发光元件芯片发出的光透过上述n侧电极、上述下部电极中的与上述芯片结合部对应的部分及上述基板而被取出。4.一种半导体发光元件芯片集成装置，其中，具有：基板，在一个主面具有下部电极，该下部电极具有干线部和多个支线部，该干线部与该多个支线部通过薄膜熔断器相互连接；芯片结合部，由包含上述下部电极的各个上述支线部的上表面的至少一部分在内的区域构成；纵型的半导体发光元件芯片，结合到上述芯片结合部，在上下具有多个p侧电极和一个n侧电极；以及作为上述半导体发光元件芯片的上层的上部电极，上述半导体发光元件芯片以使上述p侧电极朝向上述芯片结合部的方式结合到上述芯片结合部，至少一个上述p侧电极与上述下部电极的上述支线部相互电连接，上述半导体发光元件芯片的上述n侧电极与上述上部电极相互电连接。5.根据权利要求4所述的半导体发光元件芯片集成装置，其中，上述n侧电极和上述上部电极中的至少在上述半导体发光元件芯片的上方延伸的部分分别由透明电极构成，从上述半导体发光元件芯片发出的光透过上述n侧电极和上述上部电极的至少在上述半导体发光元件芯片的上方延伸的部分而被取出。6.根据权利要求4所述的半导体发光元件芯片集成装置，其中，上述p侧电极和上述下部电极的上述支线部分别由透明电极构成，上述基板是透明的，从上述半导体发光元件芯片发出的光透过上述p侧电极、上述下部电极的上述支线部及上述基板而被取出。7.一种半导体发光元件芯片集成装置，其中，具有：基板，在一个主面具有下部电极，该下部电极具有干线部和多个支线部，该干线部与该
多个支线部通过薄膜熔断器相互连接；作为上述下部电极的上层的上部电极；芯片结合部，由包含上述下部电极的各个上述支线部的上表面的至少一部分和上述上部电极的上表面的一部分在内的区域构成；以及横型的半导体发光元件芯片，结合到上述芯片结合部，在一个面侧具有多个p侧电极和一个n侧电极，上述半导体发光元件芯片以使上述p侧电极和上述n侧电极朝向上述芯片结合部的方式结合到上述芯片结合部，至少一个上述p侧电极与上述下部电极的上述支线部相互电连接，上述半导体发光元件芯片的上述n侧电极与上述上部电极相互电连接。8.根据权利要求7所述的半导体发光元件芯片集成装置，其中，从上述半导体发光元件芯片发出的光在与上述基板相反的一侧被取出。9.根据权利要求7所述的半导体发光元件芯片集成装置，其中，上述p侧电极和上述下部电极的上述支线部分别由透明电极构成，上述基板是透明的，从上述半导体发光元件芯片发出的光透过上述p侧电极、上述下部电极的上述支线部及上述基板而被取出。10.一种半导体发光元件芯片集成装置，其中，具有：基板，在一个主面具有下部电极；作为上述下部电极的上层的上部电极，具有干线部和多个支线部，该干线部与该多个支线部通过薄膜熔断器相互连接或者相互直接连接；芯片结合部，由包含上述下部电极的上表面的一部分和上述上部电极的各个上述支线部的上表面的至少一部分在内的区域构成；以及横型的半导体发光元件芯片，结合到上述芯片结合部，在一个面侧具有多个p侧电极和一个n侧电极，上述半导体发光元件芯片以使上述p侧电极和上述n侧电极朝向上述芯片结合部的方式结合到上述芯片结合部，至少一个上述p侧电极与上述上部电极的上述支线部相互电连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹谷元伸，
申请(专利权)人：爱路蒂泰克株式会社，
类型：发明
国别省市：