一种低空洞率的倒装LED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体涉及一种低空洞率的倒装led芯片及其制备方法。

背景技术：

1、倒装led芯片具有散热性能良好、电流分布均匀、光效高等突出特点，被广泛地应用于车用照明、家用照明、背光显示等领域，随着社会经济的迅速发展和科学技术的全面进步，市场对倒装led芯片的性能要求越来越高。

2、倒装led芯片普遍使用共晶焊接技术进行封装，以获得更好的导热性和导电性，但是，倒装led芯片使用共晶焊接技术焊接到封装基板上时，会产生较高的空洞率，影响倒装led芯片的可靠性。

3、申请号为202110038564.4的中国专利公开了一种低空洞率的倒装led芯片及其制备方法，所述倒装led芯片包括衬底、设于衬底上的发光结构、设于发光结构上的电极，还包括设于电极上的焊接层、以及设于焊接层上的点测接触层；所述焊接层的材料选用au和sn，au和sn的质量百分比为(15％～30％)：(70％～85％)；其中，所述焊接层为叠层结构。该专利公开的倒装led芯片在焊接到封装基板上时的空洞率为5％～10％，空洞率仍然比较高，导致倒装led芯片在大电流的冲击下容易发热，降低倒装led芯片的可靠性，缩短倒装led芯片的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种低空洞率的倒装led芯片及其制备方法，通过设置包括填平层、阻挡层、熔合层、焊接层和测试层的电极焊盘，填平层和阻挡层均是叠层结构，有效降低倒装led芯片封装焊接时的空洞率，提高倒装led芯片的可靠性，延长倒装led芯片的使用寿命。

2、本发明提供了一种低空洞率的倒装led芯片，所述倒装led芯片包括衬底，以及依次层叠设置在所述衬底上的外延层、透明导电层、保护层、金属扩展层、绝缘层和电极焊盘，所述电极焊盘穿过所述绝缘层延伸至所述金属扩展层的表面；

3、所述电极焊盘包括依次层叠设置的填平层、阻挡层、熔合层、焊接层和测试层，所述填平层与所述金属扩展层、所述绝缘层相接，所述填平层为第一叠层结构，所述阻挡层为第二叠层结构。

4、具体的，所述第一叠层结构包括多层ti/al叠层、或多层ti/pt叠层、或多层ti/pt/al叠层。

5、具体的，所述第一叠层结构包括若干子层，所述若干子层中每个子层的厚度范围为

6、具体的，所述第二叠层结构包括至少一个ni/ti/pt叠层。

7、具体的，所述ni/ti/pt叠层中，ni层的厚度范围为ti层的厚度范围为pt层的厚度范围为

8、具体的，所述熔合层的材料为ni、pt、ag、au、cu或pd中的一种；

9、所述焊接层的材料为pb、au或ausn中的一种；

10、所述测试层的材料为au、ag或cu中的一种。

11、具体的，所述熔合层的厚度范围为

12、所述焊接层的厚度范围为

13、所述测试层的厚度范围为

14、具体的，所述电极焊盘包括n型电极焊盘和p型电极焊盘，所述n型电极焊盘和所述p型电极焊盘的面积相等。

15、本发明还提供了一种低空洞率的倒装led芯片的制备方法，包括以下步骤：

16、在衬底上依次沉积形成外延层、透明导电层、保护层、金属扩展层和绝缘层；

17、在所述绝缘层的第一预设区域开设第一开口，所述第一开口暴露出所述金属扩展层；

18、在所述绝缘层的第二预设区域沿着所述绝缘层、所述第一开口和所述金属扩展层的表面依次层叠填平层、阻挡层、熔合层、焊接层和测试层，其中，所述填平层为第一叠层结构，所述阻挡层为第二叠层结构。

19、具体的，采用电子束蒸镀工艺或磁控溅射工艺层叠所述填平层、所述阻挡层、所述熔合层、所述焊接层和所述测试层。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明通过特殊设计的电极焊盘，电极焊盘包括填平层、阻挡层、熔合层、焊接层和测试层，填平层和阻挡层均为叠层结构，叠层结构的填平层和阻挡层能降低电极焊盘封装焊接时的应力，使电极焊盘与封装基板充分贴合，从而降低倒装led芯片封装焊接时的空洞率；

22、填平层能填平因制程挖孔、镀膜粗糙、材料空洞等所造成的不平整，为后续膜层提供平整的沉积场地，减少后续层叠形成的膜层的缺陷，有利于提高电极焊盘的质量，降低倒装led芯片封装焊接时的空洞率；

23、阻挡层能防止焊料往填平层的方向渗透，使焊料在共晶焊接时充分横向扩散，降低倒装led芯片封装焊接时的空洞率；

24、熔合层能与焊料完美共晶，提高焊料凝固后的熔化温度，避免二次回流时封装基板上的倒装led芯片松动产生空洞，降低倒装led芯片封装焊接时的空洞率；

25、焊接层在倒装led芯片进行封装焊接时提供熔融焊料，拥有良好的润湿性能，能使倒装led芯片与封装基板充分贴合，降低倒装led芯片封装焊接时的空洞率；

26、测试层的存在能避免焊接层被探针测试机的探针损伤，有利于保护焊接层，从而降低倒装led芯片封装焊接时的空洞率。

技术特征：

1.一种低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述倒装led芯片包括衬底，以及依次层叠设置在所述衬底上的外延层、透明导电层、保护层、金属扩展层、绝缘层和电极焊盘，所述电极焊盘穿过所述绝缘层延伸至所述金属扩展层的表面；

2.如权利要求1所述的低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述第一叠层结构包括多层ti/al叠层、或多层ti/pt叠层、或多层ti/pt/al叠层。

3.如权利要求1或2所述的低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述第一叠层结构包括若干子层，所述若干子层中每个子层的厚度范围为

4.如权利要求1所述的低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述第二叠层结构包括至少一个ni/ti/pt叠层。

5.如权利要求4所述的低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述ni/ti/pt叠层中，ni层的厚度范围为ti层的厚度范围为pt层的厚度范围为

6.如权利要求1所述的低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述熔合层的材料为ni、pt、ag、au、cu或pd中的一种；

7.如权利要求1所述的低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述熔合层的厚度范围为

8.如权利要求1所述的低空洞率的倒装led芯片，其特征在于，所述电极焊盘包括n型电极焊盘和p型电极焊盘，所述n型电极焊盘和所述p型电极焊盘的面积相等。

9.一种低空洞率的倒装led芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的低空洞率的倒装led芯片的制备方法，其特征在于，采用电子束蒸镀工艺或磁控溅射工艺层叠所述填平层、所述阻挡层、所述熔合层、所述焊接层和所述测试层。

技术总结
本发明公开了一种低空洞率的倒装LED芯片及其制备方法，所述倒装LED芯片包括衬底，以及依次层叠设置在所述衬底上的外延层、透明导电层、保护层、金属扩展层、绝缘层和电极焊盘，所述电极焊盘穿过所述绝缘层延伸至所述金属扩展层的表面；所述电极焊盘包括依次层叠设置的填平层、阻挡层、熔合层、焊接层和测试层，所述填平层与所述金属扩展层、所述绝缘层相接，所述填平层为第一叠层结构，所述阻挡层为第二叠层结构。本发明通过设置包括填平层、阻挡层、熔合层、焊接层和测试层的电极焊盘，填平层和阻挡层均是叠层结构，有效降低倒装LED芯片封装焊接时的空洞率，提高倒装LED芯片的可靠性，延长倒装LED芯片的使用寿命。

技术研发人员：崔永进,邓梓阳
受保护的技术使用者：佛山市国星半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15