發光二極管芯片制造技術

本發明專利技術提供一種發光二極管芯片，接合于承載基板上。發光二極管芯片包括半導體磊晶結構以及至少一電極墊結構。半導體磊晶結構電性連接至承載基板。電極墊結構包括共晶層、阻擋層以及延展層。共晶層適于共晶接合于承載基板上。阻擋層配置于共晶層與半導體磊晶結構之間，以阻擋共晶層材料于共晶接合時擴散。延展層配置于共晶層與半導體磊晶結構之間，且延展層可具有至少一金屬材料堆棧形成。延展層減少在共晶接合的過程中因基板隨著加熱的過程熱脹冷縮而對發光二極管芯片產生的應力，避免電極墊結構產生裂縫，而維持發光二極管芯片的質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種發光二極管芯片。
技術介紹
發光二極管(light-emitting diode，LED)是藉由對半導體材料施加電流，以通過電子與電洞的結合將能量以光的形式釋出。相較于傳統光源，發光二極管具有低功率消耗、環保、使用壽命長及反應速率快等優勢，使得當前發光二極管在照明領域及顯示領域中受到極大的重視。一般而言，發光二極管芯片常見的接合技術有打線(wire bonding，W/B)及覆晶(flip chip，F/C)等。其中，覆晶接合技術具有縮小芯片封裝體積及縮短信號傳輸路徑等優點，目前已經廣泛應用于發光二極管芯片的封裝。覆晶接合技術包括以直接鍵合(direct bonding)的方式，將發光二極管芯片上的金屬墊(pad)對準基板上的導電凸塊。接著，通過例如回焊爐對發光二極管芯片與基板加熱，來達成共晶(eutectic)接合的效果，使發光二極管芯片與基板上的電路電性連接。然而，在共晶接合的過程中，由于基板隨著加熱的過程熱脹冷縮，而會對發光二極管芯片產生應力，導致金屬墊產生裂縫。這樣的裂隙將容易導致漏電的情形而使發光二極管芯片的質量降低。
技術實現思路
本專利技術提供一種發光二極管芯片，其具有理想的質量。本專利技術的發光二極管芯片接合于一承載基板上。發光二極管芯片包括一半導體磊晶結構以及至少一電極墊結構。電極墊結構將半導體磊晶結構電性連接至承載基板。電極墊結構包括一共晶層、一阻擋層以及一延展層。共晶層適于共晶(eutectic)接合于承載基板上。阻擋層配置于共晶層與半導體磊晶結構之間，以阻擋共晶層材料于共晶接合時擴散。延展層配置于共晶層與半導體磊晶結構之間，且延展層可具有至少一金屬材料堆棧形成。延展層減
少在共晶接合的過程中因基板隨著加熱的過程熱漲冷縮而對發光二極管芯片產生的應力，避免電極墊結構產生裂縫，而維持發光二極管芯片的質量。在本專利技術的一實施例中，上述的共晶層包含選自于金(Au)、金/錫(Au/Sn)以及錫/銀/銅(Sn/Ag/Cu)所構成材料群組的至少一種材料。在本專利技術的一實施例中，上述的阻擋層包含選自于鎳(Ni)、鈦(Ti)以及鉑(Pt)所構成材料群組的至少一種材料。在本專利技術的一實施例中，上述的延展層包含選自于金、鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉻(Cr)以及鉑(Pt)所構成材料群組的至少一種材料。在本專利技術的一實施例中，上述的發光二極管芯片還包括一附著層，配置于延展層與半導體磊晶結構之間。在本專利技術的一實施例中，上述的附著層包含選自于鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉻(Cr)以及鉑(Pt)所構成材料群組的至少一種材料。在本專利技術的一實施例中，上述的半導體磊晶結構包括一第一型半導體層、一第二型半導體層以及一發光層。發光層配置于第一型半導體層與第二型半導體層之間。在本專利技術的一實施例中，上述的第一型半導體層與第二型半導體層的其中之一個為P型半導體層，而另一個為N型半導體層。在本專利技術的一實施例中，上述的至少一電極墊結構為多個，并包括彼此獨立的一第一電極墊結構以及一第二電極墊結構。第一型半導體層通過第一電極墊結構電性連接承載基板。第二型半導體層通過第二電極墊結構電性連接承載基板。在本專利技術的一實施例中，上述的發光二極管芯片還包括一生長基板。半導體磊晶結構形成于生長基板上，且半導體磊晶結構位于生長基板與多個電極墊結構之間。在本專利技術的一實施例中，上述的電極墊結構將第一型半導體層與第二型半導體層的其中一個電性連接承載基板。第一型半導體層與第二型半導體層的另一個通過一打線電性連接承載基板。本專利技術的發光二極管芯片接合于一承載基板上，發光二極管芯片包括一半導體磊晶結構以及至少一電極墊結構。電極墊結構將半導體磊晶結構電性連接至承載基板。電極墊結構包括一共晶層以及一延展層。共晶層適于共晶
接合于承載基板上。延展層配置于共晶層與半導體磊晶結構之間。延展層的材料與共晶層的材料不同，且延展層的厚度大于300納米。基于上述，本專利技術實施例的發光二極管芯片中，延展層配置于共晶層與半導體磊晶結構之間。延展層可具有至少一金屬材料堆棧形成，以緩沖發光二極管芯片與基板的接合過程中所產生的應力。因此，本專利技術實施例的發光二極管芯片不容易因為基板熱脹冷縮帶來的應力，而造成內部存在裂縫。為讓本專利技術的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。附圖說明圖1A是本專利技術一實施例的發光二極管芯片接合于承載基板的示意圖；圖1B是圖1A實施例的發光二極管芯片的共晶層的一實施樣態；圖1C是圖1A實施例的發光二極管芯片的共晶層的另一實施樣態；圖2是本專利技術另一實施例的發光二極管芯片的示意圖；圖3是本專利技術又一實施例的發光二極管芯片共晶接合于承載基板的示意圖；圖4是本專利技術再一實施例的發光二極管芯片接合于承載基板的示意圖；圖5是本專利技術另一實施例的發光二極管芯片接合于承載基板的示意圖；圖6A是本專利技術一實施例的發光二極管芯片中電極墊結構的上視示意圖；圖6B是圖6A的實施例的電極墊結構中延展層與共晶層的爆炸示意圖；圖7A是本專利技術一實施例的發光二極管芯片中電極墊結構的上視示意圖；圖7B是圖7A的實施例的電極墊結構中延展層與共晶層的爆炸示意圖；圖8A是本專利技術一實施例的發光二極管芯片中電極墊結構的上視示意圖；圖8B是圖8A的實施例的電極墊結構中延展層與共晶層的爆炸示意圖；圖9A是本專利技術一實施例的發光二極管芯片中電極墊結構的上視示意圖；圖9B是圖9A的實施例的電極墊結構中延展層與共晶層的爆炸示意圖。附圖標記：50：承載基板52：電路連接點100、200、400、500、600、600a、600b、600c：發光二極管芯片110、210、410、510：半導體磊晶結構212、412：第一型半導體層214、414：第二型半導體層216、416：發光層120、220、420、520、620、620a、620b、620c：電極墊結構120a、220a、520a：第一電極墊結構120b、220b、520b：第二電極墊結構122、222、422、522、622、622a、622b、622c：共晶層124、224、424：阻擋層126、226、426、526、626、626a、626b、626c：延展層140：合金層150：材料層150a：第一材料層150b：第二材料層228：附著層230：絕緣層240：電流阻擋層250：電流分散層260：金屬電極層260a、460a：第一金屬電極層260b、460b：第二金屬電極層270：生長基板W：打線具體實施方式圖1A是本專利技術一實施例的發光二極管芯片接合于承載基板的示意圖，請參考圖1A。發光二極管芯片100包括半導體磊晶結構110以及多個電極墊結構120，且發光二極管芯片100通過這些電極墊結構120接合于承載基板50上。半導體磊晶結構110的材料可以例如是氮化鎵(GaN)、銦氮化鎵(InGaN)或者是其他適于電致發光的半導體材料，本專利技術亦不對半導體磊
晶結構110的材料加以限制。在本實施例中，電極墊結構120包括彼此獨立的第一電極墊結構120a以及第二電極墊結構120b。第一電極墊結構120a以及第二電極墊結構120b的結構相同，且兩個都是用以將半導體磊晶結構110電性連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種發光二極管芯片，其特征在于，接合于一承載基板上，所述發光二極管芯片包括：一半導體磊晶結構；以及至少一電極墊結構，將所述半導體磊晶結構電性連接至所述承載基板，且所述電極墊結構包括：一共晶層，適于共晶接合于所述承載基板上；一阻擋層，配置于所述共晶層與所述半導體磊晶結構之間，；以及一延展層，配置于所述阻擋層與所述半導體磊晶結構之間。

【技術特征摘要】
2015.02.17 US 62/116,923;2015.04.17 US 62/148,7611.一種發光二極管芯片，其特征在于，接合于一承載基板上，所述發光二極管芯片包括：一半導體磊晶結構；以及至少一電極墊結構，將所述半導體磊晶結構電性連接至所述承載基板，且所述電極墊結構包括：一共晶層，適于共晶接合于所述承載基板上；一阻擋層，配置于所述共晶層與所述半導體磊晶結構之間，；以及一延展層，配置于所述阻擋層與所述半導體磊晶結構之間。2.根據權利要求1所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述共晶層包含選自于金、金/錫以及錫/銀/銅所構成材料群組的至少一種材料。3.根據權利要求1所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述阻擋層包含選自于鎳、鈦以及鉑所構成材料群組的至少一種材料。4.根據權利要求1所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述延展層包含選自于金、銀、鋁、鎳、鈦、鉻以及鉑所構成材料群組的至少一種材料。5.根據權利要求1所述的發光二極管芯片，其特征在于，還包括一附著層，配置于所述延展層與所述半導體磊晶結構之間。6.根據權利要求5所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述附著層包含選自于鎳、鈦、鉻以及鉑所構成材料群組的至少一種材料。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃逸儒，莊東霖，沈志銘，許圣宗，黃冠杰，黃靖恩，丁紹瀅，
申請(專利權)人：新世紀光電股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71