晶圆级发光二极管阵列的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种发光二极管阵列，更具体地，设及一种具有通过布线连接并且形 成为倒装巧片型的多个发光二极管的发光二极管阵列。
【背景技术】
[0002] 发光二极管是该样一种器件，即，当通过其阳极端子和阴极端子对其施加导通电 压或更大的电压时执行发光操作。通常，用于使发光二极管发光的导通电压具有比通用电 源的电压低得多的值。因此，发光二极管存在该样的缺点，即，其不能在110V或220V的通 用AC电源下直接使用。使用通用AC电源操作发光二极管需要电压转换器，W降低提供的 AC电压。因此，应该提供用于发光二极管的驱动电路，该成为导致包括发光二极管的照明设 备的制造成本增加的一个因素。由于应该提供独立的驱动电路，因此照明设备的体积增大 并且产生不必要的热。另外，存在诸如对所供电来说提高功率因数的问题。
[000引为了在不包括独立的电压转换方式的状态下使用通用AC电源，已经提出通过将 多个发光二极管巧片彼此串联连接来构造阵列的方法。为了将发光二极管实施为阵列，应 该将发光二极管巧片形成为单个封装件。因此，需要基板分离工艺、用于分离的发光二极管 巧片的封装工艺等，另外需要在阵列基板上布置封装件的安装工艺和用于在封装件的电极 之间形成布线的布线工艺。因此，存在用于构造阵列的处理时间增多并且阵列的制造成本 增加的问题。
[0004] 此外，引线键合被用于形成阵列的布线工艺，并且在阵列的整个表面上另外形成 用于保护键合线的模制层。因此，存在因另外需要形成模制层的模制工艺而导致工艺复杂 度增大的问题。具体地，在应用具有横向结构的巧片类型的情况下，发光二极管巧片的发光 性能降低，并且发光二极管的品质由于热的产生而劣化。
[0005] 为了解决上述问题，已经提出将包括多个发光二极管巧片的阵列制造为单个封装 件的发光二极管巧片阵列。
[0006] 在第2007-0035745号韩国专利公开公布中，多个横向型发光二极管巧片在单个 基板上通过使用空气桥工艺形成的金属布线来电连接。根据该公开公布，优点在于对于每 个单独的巧片来说不需要单独的封装工艺，并且在晶圆级上形成阵列。然而，空气桥连接结 构使耐久性变弱，并且横向型导致发光性能或散热性能劣化的问题。
[0007] 在第6, 573, 537号美国专利中，多个倒装巧片型发光二极管形成在单个基板上。 然而，每个发光二极管的n电极和P电极在n电极和P电极彼此分离的状态下暴露于外部。 因此，为了使用单个电源，应该增加将多个电极彼此连接的布线工艺。为此，在美国专利中 使用了次安装基板。目P，倒装巧片型发光二极管应该安装在用于电极之间的布线的单独的 次安装基板上。用于与另一基板电连接的至少两个电极应该形成在次安装基板的背表面 上。在美国专利中，由于使用倒装巧片型发光二极管，因此具有提高发光性能和散热性能的 优点。相反，次安装基板的使用导致制造成本的增加和最终产品的厚度的增大。另外，还存 在需要用于次安装基板的附加的布线工艺W及在新基板上安装次安装基板的附加工艺的 缺点。
[000引第2008-0002161号韩国专利公开公布公开了倒装巧片型发光二极管彼此串联连 接的构造。根据公开专利公布，不需要在巧片基础上的封装工艺，并且倒装巧片型发光二极 管的使用展现出发光性能和散热性能得到提高的效果。然而，除了 n型和P型半导体层之 间的布线之外，还使用了单独的反射层，并且在n型电极上使用了互连线。因此，应该形成 多个图案化的金属层。为此，应该使用各种掩模，该成为一个问题。此外，由于在n电极与 互连电极等之间的热膨胀系数的差异等而出现剥落或裂纹，因此，存在它们之间的电接触 断开的问题。
【发明内容】
[0009] 技术问题
[0010] 本发明的一个目的在于提供一种可高电压驱动的倒装巧片型发光二极管阵 列。
[0011] 本发明的另一目的在于提供一种可W直接安装在印刷电路板等上而无需任何次 安装基板的发光二极管阵列。
[0012] 本发明的又一目的在于提供一种在除了用于连接多个发光二极管的布线之外而 无需使用单独的反射金属层的情况下可防止光损失的倒装巧片型发光二极管阵列。
[0013] 本发明的再一目的在于提供一种可防止在覆盖发光二极管的层中产生裂纹的发 光二极管阵列，从而提高其可靠性。
[0014] 通过下面的描述，本发明的其它特征和优点将是明显的而且也更好理解。技术方 案
[0015] 根据本发明的实施例的发光二极管阵列包括；生长基板；多个发光二极管，布置 在基板上，其中，所述多个发光二极管中的每个发光二极管具有第一半导体层、有源层和第 二半导体层；多个上电极，布置在所述多个发光二极管上并且由相同的材料形成，其中，所 述多个上电极中的每个上电极电连接到发光二极管中的相应的发光二极管的第一半导体 层；第一焊盘和第二焊盘，布置在上电极上。至少一个上电极电连接到发光二极管中的相邻 的一个发光二极管的第二半导体层，上电极中的另一上电极与发光二极管中的相邻的一个 发光二极管的第二半导体层绝缘。发光二极管通过上电极串联连接。第一焊盘电连接到在 串联连接的发光二极管之中的输入发光二极管。第二焊盘电连接到在串联连接的发光二极 管之中的输出发光二极管。
[0016] 因此，提供了一种可高电压驱动的倒装巧片型发光二极管阵列。此外，由于发 光二极管通过上电极串联连接，因此不需要使用用于电连接发光二极管的次安装基板。
[0017] 第一焊盘和第二焊盘中的每个焊盘可W位于至少两个发光二极管上方。第一焊盘 或第二焊盘可形成为占据发光二极管阵列的整个面积的至少1/3且小于1/2。第一焊盘和 第二焊盘形成为相对较大，由此能够使发光二极管阵列通过焊接等容易地安装在印刷电路 板等上并且牢固地安装。
[0018] 第一焊盘和第二焊盘可在同一工艺中由相同的材料形成。因此，第一焊盘和第二 焊盘可位于同一水平。
[0019] 第一焊盘和第二焊盘中的每个焊盘可包括；第一层，包括Ti、&或Ni ;第二层，形 成在第一层上，并包括AlXu、Ag或Au。此外，第一焊盘或第二焊盘还可包括导电材料的焊 盘阻挡层。因此，能够防止诸如Sn的金属材料从焊料等中扩散。因此，能够提供一种可通 过焊料安全地安装的发光二极管阵列。焊盘阻挡层可包括化、化、1'1、￥、1'1￥、1〇、？*或它们 的复合物的层。
[0020] 发光二极管阵列还可W包括布置在发光二极管和上电极之间的第一层间绝缘层。 上电极可通过第一层间绝缘层与发光二极管的侧表面绝缘。第一层间绝缘层可覆盖发光 二极管的侧表面W及发光二极管之间的区域。上电极可位于第一层间绝缘层上，并且可覆 盖发光二极管之间的大部分区域。在使用线形布线的传统情况下，布线几乎不覆盖发光二 极管之间的区域。相反，上电极可覆盖发光二极管之间的至少30%、至少50%或甚至至少 90%的区域。然而，由于上电极彼此分隔开，因此上电极覆盖发光二极管之间的小于100% 的区域。
[0021] 上电极可形成为具有相对大的面积，W减小由上电极导致的电阻。因此，能够便于 电流分布并减小发光二极管阵列的正向电压。
[0022] 发光二极管阵列还可包括分别布置在发光二极管的第二半导体层上的下电极。第 一层间绝缘层可暴露在每个发光二极管上的下电极的一部分。电连接到相邻的发光二极管 的第二半导体层的上电极可经由第一层间绝缘层连接到下电极的暴露部分。每个下电极可 包括反射层。
[0023] 发光二极管阵列还可包括覆盖上电极的第二层间绝缘层。第二层间绝缘层可暴露 布置在输入发光二极管的第二半导体层上的下电极W及连接到输出发光二极管的第一半 导体层的上电极。同时，第一焊盘和第二焊盘中的每个焊盘可经由第二层间绝缘层连接到 下电极和上电极。
[0024] 在一些实施例中，每个发光二极管可具有用于使第一半导体层经由第二半导体层 和有源层暴露的通孔。每个上电极可经由通孔连接到发光二极管中的相应的发光二极管的 第一半导体层。
[0025] 同时，上电极可占据发光二极管阵列的整个面积的至少30 %且小于100 %的面 积。
[0026] 每个上电极可为幅宽与宽度的比在1:3至3:1的范围内的板或片的形式。不同于 传统的线形布线，由于上电极为板或片的形式，因此能够便于电流分布并减小发光二极管 阵列的正向电压。
[0027] 至少一个上电极可具有比发光二极管中的相应的发光二极管的幅宽或宽度大的 幅宽或宽度。因此，上电极可覆盖发光二极管之间的区域，并且可将在有源层中产生的光向 基板反射。
[002引此外，每个发光二极管可被暴露基板的台面蚀刻区分开，通过台面蚀刻暴露的膜 的侧表面可相对于基板具有10度至60度的倾角。因此，能够防止在覆盖台面蚀刻区的层 中产生裂纹。
[0029] 发光二极管阵列还可包括布置在发光二极管和上电极之间的第一层间绝缘层。上 电极可包括相对于第一层间绝缘层的表面具有10度至45度的倾角的侧表面。因此，能够 防止在覆盖上电极的层中产生裂纹。上电极可具有在2000A至10000A的范围内的厚度。
[0030] 发光二极管阵列还可包括分别布置在发光二极管的第二半导体层上的下电极。第 一层间绝缘层可暴露每个发光二极管的下电极的一部分。电连接到发光二极管中的相邻的 一个发光二极管的第二半导体层的上电极可经由第一层间绝缘层连接到暴露的下电极。
[0031] 每个下电极可包括相对于第二半导体层的表面具有10度至45度的倾角的侧表 面。因此，能够防止在覆盖下电极的层中产生裂纹。下电极的厚度可在2000A至10000A 的范围内。
[0032] 第一层间绝缘层可包括相对于暴露的下电极的表面具有10度至60度的倾角的 侧表面。因此，能够防止在覆盖第一层间绝缘层的层中产生裂纹。第一层间绝缘层可具有 2000A至20000A的厚度。
[0033] 同时，发光二极管阵列还可包括覆盖上电极的第二层间绝缘层。第二层间绝缘层 可暴露布置在输入发光二极管的第二半导体层上的下电极W及连接到输出发光二极管的 第一半导体层的上电极。第一焊盘和第二焊盘中的每个焊盘可经由第二层间绝缘层连接到 下电极和上电极。
[0034] 此外，第二层间绝缘层可包括相对于上电极的表面具有10度至60度的倾角的侧 表面。因此，能够防止在覆盖第二层间绝缘层的第一焊盘和第二焊盘中产生裂纹。第二层 间绝缘层可具有2GGG A至20000A的厚度。
[0035] 每个发光二极管可具有暴露第一半导体层的一部分的通孔，每个上电极可经由通 孔连接到对应的发光二极管的第一半导体层。
[0036] 经由通孔暴露的层的侧面倾角在10度至60度的范围内。因此，能够防止在覆盖 通孔的层中产生裂纹。
[0037] 有益效果
[003引根据本发明的实施例，能够提供一种可W W高电压驱动并可直接安装在印刷电路 板等上的晶圆级发光二极管阵列。具体地，由于发光二极管阵列的发光二极管通过上电极 串联连接，因此不需要次安装基板。由于上电极可包括欧姆接触层，因此不需要形成单独的 欧姆接触层。
[0039] 另外，发光二极管的侧表面形成为W预定的角度倾斜，从而能够提供一种具有改 善的可靠性的晶圆级倒装巧片型发光二级管阵列。此外，下电极、第一层间绝缘层、上电极 或第二层间绝缘层的侧表面形成为W预定的角度倾斜，从而能够防止在形成在所述各个层 上的另一层中产生裂纹。
[0040] 此外，由于上电极占据相对大的面积，并且也覆盖发光二极管的侧表面和在发光 二极管之间的大部分区域，因此上电极可用于反射光。因此，能够减小在发光二极管之间的 区域中产生的光的损失。因此，除了上电极之外，不需要额外地形成用于反射光的单独的反 射金属层。
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