[发明专利]垂直结构的半导体外延薄膜封装

说明书

技术领域

本发明揭示一种不需要打金线的垂直结构的半导体外延薄膜封装，包括，垂直结构的氮化镓基、磷化镓基、镓氮磷基和氧化锌基外延薄膜封装(包括，垂直结构的氮化镓基、磷化镓基、镓氮磷基和氧化锌基发光二极管(LED)外延薄膜封装)，及低成本的生产技术和工艺。属于半导体电子技术领域。

背景技术

大功率半导体发光二极管具有巨大前途，但是，技术和生产需要不断改进。垂直结构半导体芯片的基本结构如下：垂直结构半导体芯片的外延薄膜通过反射/欧姆层/键合层键合在导电支持衬底上，形成垂直结构半导体芯片。制造垂直结构半导体芯片的基本工艺如下：键合半导体晶片(wafer bonding)在导电支持衬底上，剥离生长衬底，形成电极，把半导体晶片(wafer)分割成半导体芯片(chip)。但是，制造垂直结构芯片的晶片键合工艺和剥离支持衬底工艺复杂，造成外延薄膜损伤，因此良品率低，成本高。另外，垂直结构半导体芯片需要打至少一根金线(wire bonding)，从而与外界电源相连接，金线会造成可靠性问题，金线所占用的空间增大了垂直结构半导体芯片的封装管座的厚度，金线会造成封装工艺复杂。

为解决上述金线造成的问题，不需要打金线的3维垂直结构半导体芯片及生产技术和工艺被提出[中国专利申请，申请号：200610145039.8]。

本发明公开一种不需要打金线的垂直结构的半导体外延薄膜封装(包括，氮化镓基、磷化镓基、镓氮磷基和氧化锌基外延薄膜)及低成本的不需要晶片键合工艺的制造方法，提高良品率，降低成本。

发明内容

本发明揭示不需要打金线的垂直结构的半导体外延薄膜封装(thin filmpackage)及低成本的不需要晶片键合工艺的制造方法。

垂直结构的半导体外延薄膜封装的具体实施例的结构包括(图2和图6)：

(1)一个封装管壳；封装管壳包括一个(图2a和图6a)或多个(图6b)第一金属基座，一个(图2a和图6b)或多个(图6a)第二金属基座和绝缘支架。第一金属基座和第二金属基座互相电绝缘，第一金属基座和第二金属基座各自包括第一主表面和第二主表面。第一主表面和第二主表面处于互相相对的位置。绝缘支架把第一和第二金属基座固定在预定的位置，绝缘支架的第一主表面和第二主表面分别与第一金属基座和第二金属基座的第一主表面和第二主表面有相同的方向。封装管壳包括第一主表面和第二主表面，封装管壳的第一主表面和第二主表面分别由第一金属基座的第一主表面和第二主表面、第二金属基座的第一主表面和第二主表面和绝缘支架的第一主表面和第二主表面构成。图3展示一个具体实施例：绝缘支架的第一主表面与第一和第二金属基座的第一主表面基本相平。图3a(a)展示电极位置的第一个具体实施例：第一金属基座和第二金属基座的第二主表面将分别与外界电源的两个电极电联接；在这个具体实施例中，也可以把第一金属基座和第二金属基座的第二主表面分别称为第一和第二电极。图3a(b)展示电极位置的第二个具体实施例：第一金属基座和第二金属基座的第二主表面被封闭在绝缘支架中，第一金属基座和第二金属基座的侧面将分别与外界电源的两个电极电联接；在这个具体实施例中，把第一金属基座和第二金属基座的侧面分别称为第一和第二电极。图3a(c)展示电极位置的第三个具体实施例：第一金属基座和第二金属基座的第二主表面和侧面都可以分别与外界电源的两个电极电联接，在这个具体实施例中，把第一金属基座和第二金属基座的侧面分别称为第一和第二电极。

总之，把第一金属基座和第二金属基座的与外界电源的两个电极电联接的表面分别称为第一和第二电极。

(2)一个(图2)或多个(图6)半导体外延薄膜。半导体外延薄膜的结构包括，第一类型限制层，活化层，第二类型限制层。活化层层叠在第一类型限制层和第二类型限制层之间。

(3)导电反射/欧姆/键合层。导电反射/欧姆/键合层层叠在半导体外延薄膜的第二类型限制层和第一金属基座的第一主表面之间，把半导体外延薄膜的第二类型限制层键合在第一金属基座的第一主表面上。

(4)钝化层；层叠钝化层，使其覆盖封装管壳的第一主表面和半导体外延薄膜。蚀刻钝化层，使其在半导体外延薄膜的第一类型限制层的上方和第二金属基座的第一主表面的上方的预定的位置上具有窗口(opening)。