發光二極管組件及其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種發光二極管（LED）組件及其制造方法。根據本發明專利技術，提供了一種LED組件，所述LED組件包括：LED，至少包括N型半導體層和P型半導體層；以及凸塊，設置在LED上并且電連接到半導體層，其中，凸塊包括由包含錫（Sn）的金化合物構成的第一區域和由金構成的第二區域。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種發光二極管及其制造方法。
技術介紹
發光二極管(LED)基本上是包括P型半導體和N型半導體的結的PN結二極管。在LED中，在P型半導體和N型半導體結合在一起之后，通過向P型和N型半導體供電來使電流流入LED中。然后，當N型半導體中的電子向P型半導體運動時，P型半導體中的空穴向N型半導體運動，從而電子和空穴運動到PN結部分。當從導帶落向價帶時，運動到PN結部分的電子與空穴復合。這里，能量輻射到與導帶與價帶的高度之間的差(即，導電和價帶能量之間的能量差)對應的程度。這里，能量以光的形式發射。這樣的LED是發射光的半導體裝置并且具有環境友好、低電壓、長壽命和低價格等特性。通常，LED經常被應用到用于顯示器的燈具或者用于顯示諸如數字的簡單信息的裝置。然而，隨著工業技術的發展，特別是隨著信息顯示和半導體技術的發展，近來已經將LED用于諸如的顯示器、照明裝置、汽車前燈和投影機的各種應用。同時，通過在生長基板等上生長或者沉積N型半導體和P型半導體，LED可以被形成為LED芯片。此外,可以通過在諸如submount (子安裝件)的載體基板上安裝LED芯片來形成LED組件。這里，有用于在載體基板等上安裝LED芯片的幾種方法。·在第一種安裝方法中，在載體基板上對齊LED芯片，然后通過弓I線鍵合將LED芯片安裝在載體基板上。在第二種安裝方法中，凸塊形成在LED芯片上，通過使用凸塊的倒裝結合來將LED芯片直接安裝在載體基板等上。這里，用于通過使用凸塊來直接安裝LED芯片的第二種方法是用于安裝倒裝芯片的一種方法。在LED芯片中，由于P型半導體層的光吸收和由光吸收引起的熱產生，發射具有紫外區波長的光的紫外LED芯片經常以倒裝芯片的形式安裝。同時，與使用引線鍵合的第一種安裝方法相比，第二種安裝方法可以實現微型化、重量輕和成本降低等。然而，需要提高諸如LED組件的壽命的可靠性。
技術實現思路
技術問題本專利技術的一個目的是提供一種實施了可靠的倒裝結合的LED組件及其制造方法。本專利技術的另一目的是提供一種具有增強的可靠性的紫外LED組件及其制造方法。本專利技術的又一目的是提供一種穩定地實施了倒裝結合的LED組件及其制造方法。本專利技術的再一目的是提供一種具有新結構凸塊的LED組件及其制造方法。技術方案根據本專利技術的一方面提供了一種LED組件，所述LED組件包括:LED，至少包括N型半導體層和P型半導體層；以及凸塊，設置在LED上并且電連接到半導體層，其中，凸塊包括由包含錫(Sn)的金(Au)化合物構成的第一區域和由金構成的第二區域。LED組件還可以包括與N型半導體層和P型半導體層對應的電極焊盤，其中，凸塊的第一區域是凸塊在電極焊盤側的預定區域，凸塊的第二區域是凸塊在半導體層側的預定區域。凸塊還可以包括在第一區域和第二區域之間的第三區域，第三區域是擴散阻擋層。擴散阻擋層可以包括鎳。電極焊盤可以由金構成并結合到凸塊的第一區域。N焊盤可以設置在N型半導體層和凸塊之間，P焊盤可以設置在P型半導體層和凸塊之間。N焊盤和P焊盤可以分別鍵合到凸塊，N型半導體層和P型半導體層可以分別通過N焊盤和P焊盤電連接到凸塊。LED可以設置在第一基板上，電極焊盤可以設置在第二基板上。第一基板可以是藍寶石基板，第二基板可以是AlN基板。凸塊可以使LED和電極焊盤彼`此分隔開預定的間隔。金化合物可以是其中混合了 80% (重量)的金和20% (重量)的錫的化合物。LED可以是用于發射具有紫外波長的光的紫外LED。 N型半導體層可以包括n-AlGaN，P型半導體層可以包括p_AlGaN，在N型半導體層和P型半導體層之間還可以設置了包括AlGaN的活性層。LED組件還可以包括在電極焊盤上的反射構件或反射膜以沿朝向第一基板的方向反射LED中發射的光。根據本專利技術的另一方面，提供了一種LED芯片，所述LED芯片包括:基板；LED，設置在基板上，LED至少包括N型半導體層和P型半導體層；以及凸塊，設置在LED上并且電連接到半導體層，其中，凸塊包括由包含錫的金化合物構成的第一區域和由金構成的第二區域。根據本專利技術的又一方面，提供了一種LED組件的制造方法，所述方法包括下述步驟:在第一基板上形成LED，發光二極管至少包括N型半導體層和P型半導體層，形成LED使得N型半導體層和P型半導體層的表面被暴露；形成分別電連接到N型半導體層和P型半導體層的凸塊；在第二基板上對應于凸塊來形成電極焊盤；對齊LED芯片和第二基板使凸塊分別對應于電極焊盤，并使至少凸塊的溫度增加到第一溫度；向第一基板和第二基板施加預定壓力，當保持預定壓力時，在第一時間內，使至少凸塊的溫度增加到第二溫度；以及當保持預定壓力時，從第一時間到第二時間保持第二溫度，然后釋放預定壓力并且冷卻凸塊，其中，凸塊在電極焊盤側的第一區域由包含錫的金化合物構成，凸塊在半導體層側的第二區域由金構成。優選地，第一溫度是150°C，第二溫度是320°C，預定壓力是200g，第一時間是70秒，第二時間是80秒。有益效果根據本專利技術，有利地提供了一種執行了可靠的倒裝結合的LED組件及其制造方法。另外，根據本專利技術，有利地提供了一種具有增強的可靠性的LED組件及其制造方法。此外，根據本專利技術，有利地提供了一種穩定地執行了倒裝鍵合的LED組件及其制造方法。此外，根據本專利技術，有利地提供了一種具有新結構凸塊的LED組件及其制造方法。附圖說明圖1是示出根據本專利技術實施例的LED組件的透視圖。圖2和圖3是圖1中示出的LED組件的分解透視圖。圖4至圖10是示出根據本專利技術實施例的LED組件的制造工藝的剖視圖和曲線圖。圖11是示出根據本專利技術另一實施例的LED組件的剖視圖。圖12是示出根據本 專利技術又一實施例的LED組件的剖視圖。圖13是示出根據本專利技術示例的LED組件的可靠性的曲線圖。圖14是示出根據第一對比示例的LED組件的可靠性的曲線圖。圖15是示出根據第二對比示例的LED組件的可靠性的曲線圖。圖16是示出根據第三對比示例的LED組件的可靠性的曲線圖。具體實施例方式在下文中，將參照附圖來詳細描述本專利技術的優選實施例。圖1是示出根據本專利技術實施例的LED組件的透視圖。圖2和圖3是圖1中示出的LED組件的分解透視圖。參照圖1至圖3，根據本專利技術實施例的LED組件100包括第一基板110、LED120、凸塊130、第二基板140和電極焊盤150。第一基板110可以是使光透射的透光基板。優選地，第一基板110可以是用于生長半導體層的生長基板。例如，生長基板可以是藍寶石基板、碳化硅基板或硅基板等，但是不具體限制。LED120至少包括N型半導體層122和P型半導體層124。如圖1和圖2所示，LED120可以包括設置在N型半導體層122和P型半導體層124之間的活性層126、以及用于保護N型半導體層122、P型半導體層124和活性層126的絕緣層128。N型半導體層122可以是由用N型雜質摻雜的半導體材料構成的層，P型半導體層124可以是由用P型雜質摻雜的半導體材料構成的層。N型半導體層122和P型半導體層124可以形成為具有單層或多次結構。盡管在圖中未示出，但是N型半導體層或P型半導體層可以包括接觸層和覆蓋，并且還可以包括超晶格層(superlattice layer)。活性層126本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李圭浩，徐大雄，崔載良，金昶勛，
申請(專利權)人：首爾OPTO儀器股份有限公司，
類型：
國別省市：