[实用新型]通孔半导体外延薄膜贴片式封装

说明书

技术领域

本发明揭示一种不需要打金线的通孔半导体外延薄膜贴片式封装，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)外延薄膜贴片式封装。属于光电子技术领域。 

背景技术

半导体照明正快速的进入通用照明，目前的主要障碍是高成本。主流LED芯片的结构是垂直结构半导体芯片，其基本结构如下：外延薄膜通过反射/欧姆层/键合层键合在导电支持衬底上，剥离支持衬底，形成垂直结构半导体芯片。垂直结构半导体芯片需要打至少一根金线，从而与外界电源相连接。其不足之处在于，不易通过金线向芯片输入大电流，然而，向芯片输入大电流是快速降低芯片成本的重要方法。中国专利申请(申请号：200920219188.3)提出一种三维垂直结构半导体外延薄膜贴片式封装的解决方案，该方案采用QFN衬底。 

本发明公开一种不需要打金线的通孔半导体外延薄膜贴片式封装，采用通孔绝缘材料的衬底。 

发明内容

通孔半导体外延薄膜贴片式封装的一个具体实施例的结构包括： 

(1)一个封装管壳。封装管壳包括绝缘支架，绝缘支架内部形成多个通孔，每个通孔中填充导电物质，绝缘支架的顶部上形成至少一个顶部第一电极和至少一个顶部第二电极，绝缘支架的底部上形成分别与顶部第一电极和顶部第二电极相对应的底部第一电极和底部第二电极。一个顶部第一电极、至少一个通 孔和一个底部第一电极形成电连接，形成一个电极，下面统称为第一电极。一个顶部第二电极、至少一个通孔和一个底部第二电极形成电连接，形成一个电极，下面统称为第二电极。第一电极和第二电极互相电绝缘。底部第一电极和底部第二电极分别与外界电源电连接。底部第二电极的形状并不必要与顶部第二电极的形状相同；底部第一电极的形状并不必要与顶部第一电极的形状相同。 

(2)至少一个半导体外延薄膜。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。活化层形成在第一类型限制层和第二类型限制层之间。半导体外延薄膜键合在至少一个顶部第一电极上。键合即可以是在晶圆水平(wafer level)的键合，也可以是在芯片(chip level)水平的键合。 

(3)钝化层。钝化层覆盖封装管壳的顶部和半导体外延薄膜。蚀刻钝化层，在半导体外延薄膜的第一类型限制层的上方和顶部第二电极的上方的预定的位置上形成窗口(opening)。一个具体实施例：在半导体外延薄膜的第一类型限制层的上方的窗口208与半导体外延薄膜有相同的形状以及略小一点的尺寸，例如，半导体外延薄膜是1×1毫米的四方形，其上的窗口为0.95×0.95毫米的四方形。注意：半导体外延薄膜可以具有其他尺寸，其上的窗口与其对应。 

(4)透明电极。透明电极覆盖在部分或全部封装管壳上；通过钝化层在半导体外延薄膜的第一类型限制层的表面上方的窗口208，透明电极层叠在半导体外延薄膜的第一类型限制层上，透明电极的这一部分在图2中被标注为209；通过钝化层在顶部第二电极的窗口207，透明电极层叠在顶部第二电极上，透明电极的这一部分在图2中被标注为210；半导体外延薄膜203的第一类型限制层通过透明电极与顶部第二电极电联接。因此，不需要通过封装工艺中的打金线把半导体外延薄膜的第一类型限制层与顶部第二电极电联接。透明电极具有单层或多层结构，透明电极的每一层的材料是从一组导电氧化物材料和一组金属材料 中选出，导电氧化物材料包括：ITO，ZnO:Al，ZnGa2O4，SnO2:Sb，Ga2O3:Sn，In2O3:Zn，NiO，MnO，CuO，SnO，GaO；透明金属膜包括：Ni/Au，Ni/Pt，Ni/Pd，Ni/Co，Pd/Au，Pt/Au，Ti/Au，Cr/Au，Sn/Au。 

一个具体实施例：透明电极具有两层结构，层叠在半导体外延薄膜上的透明电极的底层为氧化铟锡，透明电极的顶层层叠在透明电极的底层上，其材料为透明的单层或多层金属层。 

另一个具体实施例：透明电极具有两层结构，层叠在半导体外延薄膜上的透明电极的底层为透明的单层或多层金属层，透明电极的顶层层叠在透明电极的底层上，其材料为氧化铟锡。 

另一个具体实施例：透明电极具有混合结构：层叠在半导体外延薄膜上的透明电极具有单层结构，其材料为氧化铟锡；层叠在其它部分上的透明电极具有双层结构，其材料为氧化铟锡和透明金属层。 

另一个具体实施例：透明电极的表面具有粗化结构211. 

另一个具体实施例：透明电极的表面上层叠绝缘的保护层215。 

另一个具体实施例：透明电极表面上的绝缘的保护层的表面具有粗化结构216。