专利名称：发光半导体连接结构及其方法
技术领域：
本发明涉及一种发光半导体连接结构及其方法，特别是涉及发光半导体连接于该 基板上，并形成电气连接的结构及其方法。
背景技术：
传统发光半导体连接结构方法中，通过一般的倒装芯片(flip chip)过程中，而达 到其发光半导体连接至一电气控制的基板上。参考图3所显示的现有技术的发光半导体连 接结构，其是通过一基板301连接一发光半导体302的结构。其中，该基板301是一具有电 气线路的结构，且该发光半导体302是一发光二极管组件，以氮化镓(GaN)是发光二极管组 件来说，该发光半导体302中具有一 N型接触层303以及一 P型接触层304，其中，该N型 接触层303，由N型的氮化镓材质所形成，其一裸露侧形成一欧姆接触的N电极层303a，该 N电极层303a形成一第一金属凸缘303b ；以及该P型接触层304，由P型的氮化镓材质所 形成，其一裸露侧形成一欧姆接触的P电极层304a，该P电极层304a形成一第二金属凸缘 304b。因而使得该发光半导体302可通过其第一金属凸缘303b以及第二金属凸缘304b， 并利用芯片覆合机(Flip Chip Bonder)焊接至基板301上，用以提供该基板301与发光半 导体302之间的电气信号输出输入。然而，如果其金属凸缘使用焊锡(solder)，则会因为 焊锡熔点过低，而不利于高温过程及高功率发光二极管(LED)的使用。再者，虽然其金属凸 缘可使用金材质(Au)的凸块(bump)制备，改善使用焊锡的缺点，但因而需要额外的金材质 凸块，且利用金材质凸块制备的方法中，其金材质凸块的数目多寡，会决定其散热效果的好 坏，而导致高功率发光二极管所需的金材质凸块制备过程，会增加其制作成本，并使得其产 能效率低。因此，为了要克服上述的缺点，本发明基于已知发光半导体连接结构的缺点进行 发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种发光半导体连接结构及其方法，以实际解 决一个甚至是数个前述相关技术中的限制及缺陷。为解决上述技术问题，本发明提供的发光半导体连接结构及其方法，其主要是通 过一基板连接一发光半导体的结构，且该基板是一具有电气线路的结构，该发光半导体中 的N型接触层与P型接触层分别形成一欧姆接触的N电极层与P电极层；以及在该基板表 面通过浸镀法或沉积法形成第一金属层以及第二金属层，而分别电气连接至该基板电气线 路的对应电气信号输出输入节点，且第一金属层以及第二金属层，分别与发光半导体的N 电极层以及P电极层相互配合，使得该第一金属层以及第二金属层通过超音波熔接而分别 对应该N电极层以及P电极层而相互连接，用以将该发光半导体连接于该基板上，并形成电 气连接。本发明于发光半导体连接至基板的接合处采用整面的金属层接合，而非局部接合，只需配合芯片覆合机，并不需制作金材质凸块，因此，其整面接合不但接合力强、电流分 散更均勻、散热更佳以及可靠度提升，并可进一步减少其成本及提高产能。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明图1所显示为本发明的发光半导体连接结构的一种较佳实施例,图2所显示为本发明图1的较佳实施例方法流程图。图3所显示为现有技术的发光半导体连接结构。图中附图标记说明101为基板；101a为第一金属层；101b为第二金属层；102为发光半导体103为N型接触层；103a为N电极层104为P型接触层；104a为P电极层201为基板沉积形成金属层；202为基板与发光半导体连接；301为基板；302为发光半导体303为N型接触层；303a为N电极层303b为第一金属凸缘； 304为P型接触层304a为P电极层；304b为第二金属凸缘。
具体实施例方式以下将针对本发明较佳实施例配合附图作进一步地详细说明。某些尺度与其它部 份相关的尺度比是被夸张的表示，以提供更清楚的描述，帮助熟悉此技艺的相关人士了解 本发明。图1所显示为本发明的发光半导体连接结构及其方法的一种较佳实施例的剖面 示意图；图2所显示为本发明图1的较佳实施例方法流程图。参考图1所显示，本发明的发光半导体连接结构的第一实施例，其主要是通过一 基板101连接一发光半导体102的结构。其中，该基板101是一具有电气线路的结构，并在表面处至少形成一第一金属层 101a以及一第二金属层101b，且第一金属层101a以及第二金属层101b是电气连接至该基 板101电气线路的对应电气信号输出输入节点，用以提供该基板101与发光半导体102之 间的电气信号输出输入。前述的基板101可以形成一导线架(lead frame)，用以电气连接至发光半导体 102，而提供该发光半导体102的电气信号输出输入。再者，该发光半导体102是一发光二极管组件，举例来说，其是一种氮化镓是发光 二极管组件。该发光半导体102中具有一 N型接触层103以及一 P型接触层104，其中，该 N型接触层103，由N型的氮化镓材质所形成，其一裸露侧形成一欧姆接触的N电极层103a ； 并且，该P型接触层104，由P型的氮化镓材质所形成，其一裸露侧形成一欧姆接触的P电极 层 104a。前述基板101的第一金属层101a以及第二金属层101b，与发光半导体102的N电极层103a以及P电极层104a，相互配合，使得该第一金属层101a以及第二金属层101b分 别对应该N电极层103a以及P电极层104a而相互连接，用以将该发光半导体102连接于 该基板101上，并形成电气连接。其中，该第一金属层101a以及第二金属层101b的面积， 甚至分别对应N电极层103a以及P电极层104a，而形成相近大小的接触面积。参考图2所显示，基于前述本发明的发光半导体连接结构，其连接方法包括步 骤201，通过浸镀法，在该基板101上的对应位置，形成该第一金属层101a以及第二金属层 101b，且该第一金属层101a以及第二金属层101b的面积及位置对应N电极层103a以及P 电极层104a ；步骤202，将该发光半导体102覆置于该基板101上，并使得该N电极层103a 以及P电极层104a分别对应放置于该第一金属层101a以及第二金属层101b上，再通过超 音波熔接，将N电极层103a与第一金属层101a接合，以及将P电极层104a与第二金属层 101b接合。因此，可完成将发光半导体102连接于该基板101上，并形成电气连接。前述步骤中，在该基板101形成第一金属层101a以及第二金属层101b的方法， 是除了使用浸镀法之外，也可使用一般的金属沉积法形成。其原则是在于形成第一金属层 101a以及第二金属层101b在该基板101上，并使得第一金属层101a以及第二金属层101b 的面积及位置分别对应N电极层103a以及P电极层104a。前述第一金属层101a以及第二金属层101b的沉积，也可使用一般的金属沉积法 所形成，诸如物理气相沉积、化学气相沉积、电镀等。再者，本发明的第一金属层101a以及第二金属层101b对应基板101的电气线路 与发光半导体102的N电极层103a以及P电极层104a，且用以形成该基板101电气线路 中的电气信号输出输入节点与发光半导体102N电极层103a以及P电极层104a之间的接 合接口，因此，并不限定第一金属层101a以及第二金属层101b是在该基板101上所沉积而 成，其也可在该N电极层103a以及P电极层104a表面沉积而成。以上所述仅为用于解释本发明的较佳实施例，并非在于对本发明作任何形式上的 限制，所以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆应包括在本发 明保护范围内。
权利要求
一种发光半导体连接结构，其特征是该连接结构通过一基板连接一发光半导体，且该基板是一具有电气线路的结构，该发光半导体中的N型接触层与P型接触层分别形成一欧姆接触的N电极层与P电极层；以及该基板表面具有第一金属层以及第二金属层，分别电气连接至该基板电气线路的对应电气信号输出输入节点，且第一金属层以及第二金属层分别与发光半导体的N电极层以及P电极层相互配合，使得该第一金属层以及第二金属层分别对应N电极层以及P电极层而形成相近面积大小的整面接合，用以将该发光半导体连接于该基板上，并形成电气连接。
2.如权利要求1所述的发光半导体连接结构，其特征是其中，该基板形成为一导线 架，用以电气连接至发光半导体，而提供该发光半导体的电气信号输出输入。
3.一种发光半导体连接方法，其特征是该连接方法是一基板连接一发光半导体，且 该基板是一具有电气线路的结构，该发光半导体中的N型接触层与P型接触层分别形成一 欧姆接触的N电极层与P电极层，该连接方法的步骤包括在该基板上的对应位置，沉积形成该第一金属层以及第二金属层，且第一金属层以及 第二金属层位置对应N电极层以及P电极层；以及将该发光半导体覆置于该基板上，并使得N电极层以及P电极层分别对应放置于第一 金属层以及第二金属层上，再通过连接技术，将N电极层与第一金属层接合，以及将P电极 层与第二金属层接合；其中，第一金属层以及第二金属层的面积，分别对应N电极层以及P电极层，而形成相 近大小的接触面积。
4.如权利要求3所述的发光半导体接着方法，其特征是其中，第一金属层以及第二金 属层对应基板的电气线路与发光半导体的N电极层以及P电极层，且用以形成该基板电气 线路中的电气信号输出输入节点与发光半导体N电极层以及P电极层之间的接合接口。
5.如权利要求3所述的发光半导体连接方法，其特征是其中，在该基板通过浸镀法形 成第一金属层以及第二金属层。
6.如权利要求3所述的发光半导体连接方法，其特征是其中，该基板形成第一金属层 以及第二金属层的方法，是使用物理气相沉积、化学气相沉积、电镀法而形成。
7.如权利要求3所述的发光半导体连接方法，其特征是其中，将该发光半导体覆置于 该基板上，使得该N电极层以及P电极层分别对应放置于该第一金属层以及第二金属层上， 再通过超音波熔接技术，将N电极层与第一金属层接合，以及将P电极层与第二金属层接合。
全文摘要
本发明公开了一种发光半导体连接结构及其方法，其主要是通过一基板连接一发光半导体的结构，且该基板是一具有电气线路的结构，该发光半导体中的N型接触层与P型接触层分别形成一欧姆接触的N电极层与P电极层；以及在该基板表面通过浸镀法或沉积法形成第一金属层以及第二金属层，而分别电气连接至该基板电气线路的对应电气信号输出输入节点，且第一金属层以及第二金属层，分别与发光半导体的N电极层以及P电极层相互配合，使得该第一金属层以及第二金属层通过超音波熔接而分别对应N电极层以及P电极层而相互连接，用以将发光半导体连接于基板上，并形成电气连接。本发明接合力强、电流分散更均匀、散热更佳、可靠度提升，并可减少成本。
文档编号H01L33/00GK101859819SQ200910057029
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者潘锡明, 简奉任 申请人:山东璨圆光电科技有限公司