发光器件封装和包括该封装的发光设备的制造方法_3

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0 6/K时,存在存在足以破坏第一绝缘层 152、154和156的残余应力的可能性。相应地,虽然在衬底180Α的第一热膨胀系数和第一 平均值之间的差在从±3x10 6/Κ到±9x10 6/Κ的范围内,并且例如±4x10 6/Κ或者更低,但 是实施例不限于此。
[0068] 可替代地,当衬底180Α由蓝宝石形成时,在衬底180Α的第一热膨胀系数和第一平 均值之间的差在从±2. 5x10 6/Κ到±12. 5x10 6/Κ的范围内,并且例如±5x10 6/Κ或者更 低。
[0069] 通常,第一和第二材料的立方热膨胀系数的平均值CTEave可以由以下等式1表示。
[0070] [等式 1]
[0071]
[0072] 这里,VI是第一材料的体积、V2是第二材料的体积、CTE1是第一材料的CTE,并且 CTE2是第二材料的CTE。
[0073] 另外,在第一平均值和发光器件K的上部K2的立方热膨胀系数的平均值(在 下文中称作"第二平均值")之间的差在从±3x10 6/K到±9x10 6/K的范围内,并且例如 ±4x10 6/Κ或者更低,但是实施例不限于此。
[0074] 当衬底180Α由蓝宝石形成、发光结构170由GaN形成,并且第二接触层164的反 射层由银(Ag)形成时,在其中第一绝缘层152、154和156被单层替代的情形(在下文中称 作"对照实例")和其中如在该实施例中第一绝缘层152、154和156每一个均具有多层结构 的情形(在下文中分别地称作"第一实例"和"第二实例")之间的热膨胀系数(或者,平均 值)之间的差可以如在以下表格1中所示。
[0075] [表格 1]
[0076]
[0077] 这里,CTE和CTEATC中每一个的单位是10 6/K,并且在第一实例和第二实例中第一 绝缘层152、154和156的值3. 9和5. 5表示第一平均值CTEatc。
[0078] 参考表格1,将会理解,在对照实例的情形中,在衬底180A的CTE( = 7. 5x10 6/ K)和第一绝缘层的CTE( = 0. 55xl06/K)之间的差大于4xl06/K,并且在另一方面,在第 一实例和第二实例的情形中,在衬底180A的CTE( = 7. 5x10 6/K)和第一平均值CTEATC(= 3. 9x10 6/K或者5. 5x10 6/K)之间的差是4x10 6/K或者更低。另外,将会理解,在对照实例 的情形中,在第二平均值CTEATC( = 7. 4x10 6/Κ)和第一绝缘层的CTE( = 0. 55x10 6/Κ)之 间的差大于4x10 6/K,并且在另一方面,在第一实例和第二实例的情形中,在第二平均值 CTEAVS( = 7. 4x10 6/Κ)和第一平均值 CTEAVS( = 3. 9x10 6/Κ 或者 5. 5x10 6/Κ)之间的差是 4x10 7K或者更低。
[0079] 另外,参考等式1和图3,将会理解,可以通过改变构成第一绝缘层154的例如层 154-1和154-2的第一和第二厚度tl和t2而调节第一平均值。这是因为,假设平行于X轴 和y轴的平面的尺寸彼此相同,第一-第一绝缘层154-1的体积和第一-第二绝缘层154-2 的体积可以根据第一和第二厚度tl和t2改变。
[0080] 另外,构成第一绝缘层152、154和156的每一个的该至少两个层可以具有不同的 厚度。例如,参考图3,第一-第一绝缘层154-1的第一厚度tl和第一-第二绝缘层154-2 的第二厚度t2可以是相互不同的。
[0081] 另外,如在图3中示例性示出地,虽然考虑到工艺裕度,与在z轴中,即在竖直方向 上的第二导电半导体层176的顶部重叠的第一-第一绝缘层154-1的宽度W可以是大致 3 μ m,但是实施例不限于此。
[0082] 另外,第一绝缘层152、154和156可以实现为分布式布拉格反射器(DBR)。在此情 形中,DBR可以执行绝缘功能,并且可以执行反射功能。
[0083] DBR可以以如此方式配置,使得具有不同的折射率的第一层和第二层在彼此之上 交替地堆叠至少一次。DBR可以是电绝缘材料。例如,第一层可以包括第一电介质层诸如 Ti0 2,并且第二层可以包括第二电介质层诸如Si02。例如,DBR可以采取至少一对Ti02/Si0 2 层的堆叠的形式。第一层和第二层每一个可以具有λ/4的厚度,并且λ可以是在发光单 元中产生的光的波长。
[0084] 另外,当第一绝缘层152、154和156每一个的总厚度(例如,T)小于0. 5 μπι时, 第一绝缘层152、154和156可以不执行绝缘功能。另外,当第一绝缘层152、154和156每 一个的总厚度(例如,Τ)大于ΙΟμπι时,对于制造过程,这可以造成困难。相应地,第一绝 缘层152、154和156每一个的总厚度(例如,Τ)可以在从0. 5 μπι到10 μπι的范围内,并且 例如可以在从1 ym到3 μπι的范围内。
[0085] 图4是根据另一个实施例的发光器件封装100Β的截面图,并且图5是在图4中示 出的发光器件封装100Β的局部平面图。特别地,图5是在沉积金属层146和148之后沿着 +ζ轴观察的发光器件封装100Β的平面图。图6是在图5中示出的部分"Β"的放大平面图。 在图6中,附图标记140标注第一或者第二焊盘142或者144,附图标记150标注第一绝缘 层152、154和156,并且附图标记"Η"标注穿过第二导电半导体层176、有源层174,和第一 导电半导体层172的一部分的金属层146。
[0086] 这里,第一绝缘层150 ; 152、154和156、第二接触层164、金属层146和148,和第 二绝缘层158可以对应于在图1中示出的发光器件Κ的下部Κ1,并且衬底180Β和发光结构 170可以对应于在图1中示出的发光器件Κ的上部Κ2。这里,虽然发光器件封装100Β被示 出为不包括在图2中示出的第一接触层162,但是在另一实施例中,发光器件封装100Β可以 包括以在图2中示出的形状布置的第一接触层162。
[0087] 不像在图2中示出的发光器件封装100Α,在图4中示出的发光器件封装100Β的 第一电极可以包括金属层146和148与结合焊盘142。金属层146可以穿过第二导电半导 体层176、有源层174,和第一导电半导体层172的一部分,以便电连接到第一导电半导体层 172。此时,金属层146和148可以被第一绝缘层152、154和156从第二导电半导体层176 和有源层174电隔尚。
[0088] 另外,在图4中示出的发光器件封装100Β可以进一步包括第二绝缘层158。第二 绝缘层158可以布置成包封第一绝缘层152、154和156与金属层146。在此情形中,结合焊 盘142可以穿过第二绝缘层158以由此电连接到金属层146 (或者与其形成电接触),并且 对应于第二电极的第二焊盘144可以穿过第一和第二绝缘层154、156和158与金属层146 和148以由此电连接到第二接触层164 (或者与其形成电接触)。
[0089] 为了方便起见,使用与在图1和2中示出的第一和第二焊盘142和144相同的附 图标记描述图4中的结合焊盘142和第二焊盘144。这是因为,除了结合焊盘142经由金 属层146电连接到第一导电半导体层172之外,在图4中示出的结合焊盘142与在图1和 2中示出的第一焊盘142相同。另外,这是因为,除了第二焊盘144穿过第一绝缘层154和 156,第二绝缘层158和金属层146和148以由此电连接到第二接触层164之外,在图4中 示出的第二焊盘144与在图1和2中示出的第二焊盘144相同。
[0090] 另外,不像在图2中示出的衬底180Α,在图4中示出的衬底180Β可以包括图案 182。这里,图案182可以具有各种截面形状中的任何一种以便有助于从有源层174发射的 光从发光器件封装100Β泄露。例如,衬底180Β可以是图案化蓝宝石衬底(PSS)。当然,在 图2中示出的衬底180Α还可以具有图案182。
[0091] 除了上述差异,在图4和5中示出的发光器件封装100Β与在图1和2中示出的发 光器件封装100Α相同,并且因此已经使用相同的附图标记描述,并且省略了相同配置的重 复说明。
[0092] 图7是根据对照实施例的发光器件封装的平面照片。
[0093] 在根据对照实施例的发光器件封装的情形中,在根据在图1、2、4和5中示出的实 施例的发光器件封装100A和100B中示出的第一绝缘层152、154和156被单层替代。这 样,在根据对照实施例的发光器件封装的情形中,在倒装芯片结合过程之后,形式为单层的 第一绝缘层可以被残余应力破坏。如在图7中所示出地,第一绝缘层152、154,或者156的 破坏可以引起第二导电半导体层176被暴露。
[0094] 形式为单层的第一绝缘层可以受到破坏的原因在于,参考图1和2,第一绝缘层 152、154和156每一个具有低的热膨胀系数,而分别地布置在第一绝缘层152、154和156以 上和以下的第二接触层164和第二焊盘144具有高的热膨胀系数。即,原因在于,由金属诸 如金(Au)形成的第二接触层164和第二焊盘144的热膨胀系数通常具有14. 16x10 6K的、 相对高的值,而具有由绝缘材料诸如Si02形成的单层的形式的第一绝缘层152、154和156 具有相对低的热膨胀系数,例如〇. 5x10 6/K。
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