[发明专利]LED芯片封装结构及其封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种LED芯片封装结构及其封装方法。

背景技术

发光二极管（Light-EmittingDiode，LED）是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。

LED芯片封装结构目前分成正装、倒装、垂直三种封装结构，目前正装封装结构是最使用最多的。正装封装结构的LED芯片在封装制程里需使用打线（wirebonding）工艺，鉴于正装封装结构的LED芯片P电极和N电极同侧的特殊性，要求打线过程中焊球和电极结合的面积不要超出芯片制程的预设的MESA线。

随着LED技术的发展，LED芯片N电极和P电极的面积变得越来越小，打线使用的材料由金线变成了合金线；导致现有打线制程会出现如图1所示的问题：焊球和N电极结合过程中N电极变形严重，会对LED芯片的稳定性造成影响，当N电极变形部分超出MESA线时，会出现LED芯片失效。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种LED芯片封装结构及其封装方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED芯片封装结构及其封装方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种LED芯片封装结构，所述LED芯片包括衬底、N型半导体层、发光层、P型半导体层及N电极和P电极，所述LED芯片上预设有用于进行MESA光刻的MESA线，所述P型半导体层、发光层及部分N型半导体层沿MESA线刻蚀形成有N台阶，所述N台阶上设有支撑平台，所述N电极包裹所述支撑平台并与N型半导体层电性连接，所述N电极的上边缘与MESA线之间的距离大于N电极的下边缘与MESA线之间的距离，所述N电极上通过焊球与焊接线电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述N电极的下边缘边缘与MESA线之间的距离为5~15μm，N电极的上边缘与MESA线之间的距离为10~30μm。

作为本发明的进一步改进，所述N电极在支撑平台侧边的厚度为0.5~3μm，所述N电极在支撑平台上方的厚度为0.5~3μm。

作为本发明的进一步改进，所述N电极在支撑平台上方的厚度与N电极在支撑平台侧边的厚度相等。

作为本发明的进一步改进，所述焊球的面积小于N电极上表面的面积。

作为本发明的进一步改进，所述支撑平台为与N型半导体层绝缘连接或电性导通连接。

相应地，一种LED芯片封装结构的封装方法，所述封装方法包括：

在衬底上依次外延生长N型半导体层、发光层及P型半导体层，形成LED外延结构；

在LED外延结构上形成MESA线，并采用MESA光刻形成N电极区域；

对N电极区域刻蚀形成N台阶，N台阶上形成有支撑平台；

在支撑平台上方和侧边形成于N型半导体层电性连接的N电极，所述N电极的上边缘与MESA线之间的距离大于N电极的下边缘与MESA线之间的距离；

在P型半导体层上形成于P型半导体层电性连接的P电极。

作为本发明的进一步改进，“对N电极区域刻蚀形成N台阶，N台阶上形成有支撑平台”具体包括：

对N电极区域全部刻蚀至N型半导体层，而后在N型半导体层上外延生长支撑平台。

作为本发明的进一步改进，“对N电极区域刻蚀形成N台阶，N台阶上形成有支撑平台”具体包括：

采用掩膜对N电极区域部分刻蚀至N型半导体层，保留N电极区域中间的部分外延层，形成支撑平台。

作为本发明的进一步改进，所述N台阶通过ICP刻蚀形成。

本发明的有益效果是：

本发明通过在N台阶上设置支撑平台，N电极设于支撑平台的上方和侧边，支撑平台能够有效释放焊球在N电极上表面的表面应力，减小了焊接时N电极的变形，有效提高了LED器件的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术LED芯片上N电极焊接处的电镜图。