[发明专利]一种高可靠性的倒装LED芯片、LED器件和LED芯片的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种高可靠性的倒装LED芯片、LED器件和LED芯片的制作方法。

背景技术

倒装LED芯片(FLIP CHIP)是目前一种比较先进的大功率的芯片，该类芯片具有散热好，集成度高，发光效率高等优点，同时是中下游白光芯片的主流结构，且下游工艺简单，制作成本低，良率高。在进行封装时，倒装LED芯片直接通过表面凸点金属层与基板相连接，不需要金线连接，因此也被称为无金线封装技术，具有耐大电流冲击和长期工作可靠性高等优点。

传统的倒装LED芯片的制作工艺较为复杂，如图1所示，包括以下步骤：(1)在衬底101上由下而上依次生成的第一半导体层102，有源层103，第二半导体层104；(2)沿第二半导体层104、有源层103的一端依次往下刻蚀到第一半导体层102中部形成台阶，使第一半导体层102部分裸露；(3)在第二半导体层104上表面中部制作接触反射层105；(4)在接触反射层105上表面以及第二半导体层104上表面两端制作阻挡层106将接触反射层105包覆；(5)在第一半导体层102的部分裸露表面以及阻挡层106的表面制作绝缘层107将步骤(2)中形成的台阶以及阻挡层部分包覆；(6)在第一半导体层102的裸露表面上制作第一电极108，在阻挡层106的上表面制作第二电极109，第一电极108可以分两次制作以将其垫高至表面与第二电极109的表面处于同一平面，用于之后的倒装焊接。

在此种结构中，工艺相对比较复杂，至少需要6步图形工艺才能够完成，同时由于需要控制芯片的电流分布以及散热面积和发光面积的平衡，金属凸点比较多并且分布也比较分散，对于后工序的焊接良率和电流分布都会影响较大。

为了解决上述部分的缺点，出现了贴片式的倒装芯片(DA FLIP CHIP)的工艺，及通过图形的再分布将凸点进行理想的分布，能够直接进行两大PAD的贴片，甚至可直接应用到了PCB基板领域，如图2所示，包括以下步骤：(1)在衬底201上由下而上依次生成的第一半导体层202，有源层203，第二半导体层204；(2)沿第二半导体层204、有源层203的一端依次往下刻蚀到第一半导体层202中部形成台阶，使第一半导体层202部分裸露；(3)在第二半导体层204上表面中部制作接触反射层205；(4)在接触反射层205上表面以及第二半导体层204上表面两端制作阻挡层206将接触反射层205包覆；(5)在第一半导体层202的部分裸露表面以及阻挡层206的表面制作绝缘层207将步骤(2)中形成的台阶以及阻挡层全部包覆；(6)在绝缘层上开设安装槽，将阻挡层的上表面部分裸露；(7)在第一半导体层202的裸露表面沿着绝缘层制作第一电极208，在安装槽内制作第二电极209。与前一种工艺相比，在绝缘层制作之前的工艺一样，在绝缘层分布上做了凸点图形的再次分布，特别是第一电极和第二电极的图形突破了下层半导体图形的限制，第一电极跨越下层的图形全部引至与第二电极的相平的表面，从而做到同样的高度以及同样的面积分布。

此种芯片的工艺同样具有倒装芯片比较主要的几个问题：首先，工艺未有简化；其次，倒装芯片的反射层所用的金属在使用状态下易迁移，会导致后续的IR不良及可靠性异常，阻挡层就是阻挡所述金属迁移的，以上的工艺会由于阻挡层在反射层台阶位置的覆盖较差，导致无法完全阻挡金属的迁移，且由于阻挡层本身属性的问题，存在空洞率，金属也会从上方空洞迁移；再次，由于绝缘层负责了凸点金属再分布的绝缘问题，金属会跨越半导体层台阶，绝缘层本身覆盖性的问题会导致金属短路，同样严重影响了芯片的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高可靠性的倒装LED芯片，使其反射层金属以及裸露的半导体层被覆盖和保护得更好，极大地提高了芯片在后续正常使用甚至是过载使用的可靠性。

为解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案：