CN212277221U - 倒装芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种倒装芯片,包括柔性绝缘层及若干引出端;所述引出端及所述柔性绝缘层均位于所述倒装芯片的功能面,其中,所述引出端位于所述功能面的***区域,所述柔性绝缘层至少位于所述功能面的防顶伤区域。由于柔性绝缘层具有柔性和弹性,在外力作用下可发生形变,在封装时,顶针顶到的是柔性绝缘层,柔性绝缘层能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装芯片的功能层不被顶针损伤,提高了倒装芯片的可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种倒装芯片。
背景技术
倒装芯片封装技术就是直接将芯片翻转,引出端朝下,利用凸点将引出端互联到基板、载体或电路板上,整个结构又被称为倒装芯片(Flip chip)。由于倒装芯片具有优越的电学及热学性能、高I/O引脚数、封装尺寸小及结构稳定等优点,在如今的市场上,倒装芯片的普及范围越来越广。
现有倒装芯片在固晶之前是以阵列式排列于蓝膜上,固晶过程中需要通过吸嘴将倒装芯片移动到固晶机上,因为蓝膜的粘附力,即使是扩膜后的倒装芯片,吸嘴仍然无法将倒装芯片吸起,所以需要利用顶针将倒装芯片顶起,现有的顶针主要是顶在倒装芯片的中心区域,以便于脱模。但是传统的顶针由钨钢制造,锋利且硬度高的钨钢顶针容易顶伤倒装芯片的功能层,对芯片性能造成影响,如果顶针力度过大,还会导致芯片失效。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种倒装芯片,以解决倒装芯片在封装过程中的顶伤问题。
为了达到上述目的,本实用新型提供了一种倒装芯片,具有一功能面,所述功能面上具有防顶伤区域及围绕所述防顶伤区域的***区域,所述倒装芯片包括柔性绝缘层及若干引出端;
所述引出端位于所述功能面的***区域,所述柔性绝缘层至少位于所述功能面的防顶伤区域。
可选的,所述柔性绝缘层的厚度为1μm~3μm。
可选的,所述柔性绝缘层的顶表面低于所述引出端的顶表面。
可选的,所述引出端的顶表面的高度相等。
可选的,所述柔性绝缘层包括高分子聚合物层,所述高分子聚合物层包括硅胶层和/或环氧树脂层。
可选的,所述防顶伤区域的中心、所述柔性绝缘层的中心及所述功能面的中心重合。
可选的,所述柔性绝缘层的形状包括圆形、椭圆形、方形或不规则图形。
可选的,所述倒装芯片为倒装LED芯片,所述引出端的数量为两个,所述防顶伤区域位于两个所述引出端之间。
可选的,两个所述引出端相对所述柔性绝缘层的中心呈中心对称。
可选的,还包括:
衬底;
外延层,包括顺次设置于所述衬底上的第一半导体层、发光层及第二半导体层;
凹槽,位于所述外延层中,并从所述第二半导体层的顶表面延伸至所述第一半导体层中;
反射镜层,覆盖部分所述第二半导体层。
可选的,还包括:
第一电流扩展层,位于所述反射镜层上,并通过所述反射镜层与所述第二半导体层电性连接;
第二电流扩展层,位于所述第一电流扩展层上并填充所述凹槽,以与所述第一半导体层电性连接,所述第二电流扩展层与所述第一电流扩展层彼此电性隔离;
两个所述引出端中的一个通过所述第一电流扩展层与所述第二半导体层电性连接,另一个通过所述第二电流扩展层与所述第一半导体层电性连接。
可选的,还包括:
第一绝缘层,位于所述第二半导体层上并覆盖所述凹槽的内壁,所述第一绝缘层具有第一开口,一部分所述第一开口露出所述凹槽底部的部分所述第一半导体层,另一部分所述第一开口露出部分所述第二半导体层,所述反射镜层位于露出部分所述第二半导体层的所述第一开口中。
可选的,还包括:
第二绝缘层,位于所述第一绝缘层及所述第一电流扩展层上,以电性隔离所述第一电流扩展层与所述第二电流扩展层,其中,所述第二绝缘层中具有第二开口,一部分所述第二开口与一部分所述第一开口连通以露出部分所述第一半导体层,另一部分所述第二开口露出部分所述第一电流扩展层。
可选的,所述第二电流扩展层位于所述第二绝缘层上并填充连通的所述第一开口及所述第二开口,以与所述第一半导体层电性连接。
可选的,还包括:
第三绝缘层,位于所述第二绝缘层及所述第二电流扩展层上,以电性隔离两个所述引出端,其中,所述第三绝缘层中具有第三开口,一部分所述第三开口与一部分所述第二开口连通以露出部分所述第一电流扩展层,另一部分所述第三开口露出部分所述第二电流扩展层。
可选的,两个所述引出端均位于所述第三绝缘层上,且一个所述引出端填充连通的所述第二开口及所述第三开口,以与所述第一电流扩展层电性连接;另一个所述引出端填充剩余的所述第三开口,以与所述第二电流扩展层电性连接。
在本实用新型提供的倒装芯片中,包括柔性绝缘层及若干引出端;所述引出端及所述柔性绝缘层均位于所述倒装芯片的功能面,其中,所述引出端位于所述功能面的***区域,所述柔性绝缘层至少位于所述功能面的防顶伤区域。由于柔性绝缘层具有柔性和弹性,在外力作用下可发生形变,在封装时,顶针顶到的是柔性绝缘层,柔性绝缘层能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装芯片的功能层不被顶针损伤,提高了倒装芯片的可靠性和稳定性。
进一步地,当倒装芯片为LED芯片时,不需要通过隔绝部分N层电流扩展层将N层电流扩展层对应防顶伤区域的区域隔开,N层电流扩展层覆盖面积可以更大,使电流扩展更为全面,从而提升芯片亮度和光分布均匀性。
附图说明
图1为一种倒装LED芯片的剖面示意图;
图2~图12为本实用新型实施例提供的形成倒装LED芯片的步骤的相应结构示意图,其中图2~图11为剖面示意图,图12为图11的俯视图;
其中,附图标记为:
10-衬底;20-外延层;21-第一半导体层;22-发光层;23-第二半导体层;20a-凹槽;34-绝缘结构;40-反射镜层;51-第一电流扩展层;52-第二电流扩展层;61-第一引出端;62-第二引出端;Q-区域;
100-衬底;100a-功能面;110a-防顶伤区域;120a-***区域;200-外延层;201-第一半导体层;202-发光层;203-第二半导体层;200a-凹槽;301-第一绝缘层;302-第二绝缘层;303-第三绝缘层;400-反射镜层;501-第一电流扩展层;502-第二电流扩展层;601-第一引出端;602-第二引出端;700-柔性绝缘层。
具体实施方式
图1为一种倒装LED芯片的剖面示意图。如图1所示,所述倒装LED芯片包括:
衬底10;
位于所述衬底10上的外延层20,所述外延层20包括由下向上依次设置的第一半导体层21、发光层22和第二半导体层23;
凹槽20a,位于所述外延层20中,从所述第二半导体层23的顶表面贯穿所述发光层22并延伸至所述第一半导体层21中,所述凹槽20a用于构成PN台阶,所述PN台阶的上台阶面为所述第二半导体层23,下台阶面为所述第一半导体层21,上台阶面和下台阶面之间连接形成PN台阶侧面;
第一电流扩展层51,位于所述反射镜层40上,通过所述反射镜层40与所述第二半导体层23电性连接,所述第一电流扩展层51作为P层电流扩展层;
第二电流扩展层52,位于所述第一电流扩展层51上并填充所述凹槽20a,以与所述第一半导体层21电性连接,所述第二电流扩展层52作为N层电流扩展层,所述第一电流扩展层51与所述第二电流扩展层52彼此电性隔离;
第一引出端61和第二引出端62,所述第一引出端61通过所述第二电流扩展层52与所述第一半导体层21电性连接,所述第二引出端62通过所述第一电流扩展层51与所述第二半导体层21电性连接,所述第一引出端61和第二引出端62彼此电性隔离并分别作为N电极和P电极。
请继续参阅图1,所述第一引出端61和所述第二引出端62排布在所述衬底10的两端,相邻的所述第一引出端61和所述第二引出端62之间具有间隙。当这种倒装LED芯片在固晶过程中,顶针顶在所述第一引出端61和所述第二引出端62之间的间隙上,这样容易导致所述第二电流扩展层52的区域Q被顶针顶伤。
请继续参阅图1,为了避免所述第二电流扩展层52的区域Q被顶针损伤,在区域Q内将所述第二电流扩展层52设计为相互隔离的两个部分,两个部分通过环形槽隔开,所述环形槽被绝缘结构34填充,如此,所述绝缘结构34即可实现所述第二电流扩展层52的两个部分的隔离及绝缘。当所述第二电流扩展层52位于所述绝缘结构34内的部分被针顶伤时,不会影响到所述第二电流扩展层52位于所述绝缘结构34外的部分。但是由于所述绝缘结构34将所述第二电流扩展层52隔离为两个部分,相当于减小了所述第二电流扩展层52的面积,影响了电流的扩展,导致所述倒装LED芯片的亮度和光分布均匀性降低。
基于此,本实用新型提供了一种倒装芯片,包括柔性绝缘层及若干引出端;所述引出端及所述柔性绝缘层均位于所述倒装芯片的功能面,其中,所述引出端位于所述功能面的***区域,所述柔性绝缘层至少位于所述功能面的防顶伤区域。由于柔性绝缘层具有柔性和弹性,在外力作用下可发生形变,在封装时,顶针顶到的是柔性绝缘层,柔性绝缘层能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装芯片的功能层不被顶针损伤,提高了倒装芯片的可靠性和稳定性。
进一步地,当倒装芯片为LED芯片时,不需要通过隔绝部分N层电流扩展层将N层电流扩展层对应防顶伤区域的区域隔开,N层电流扩展层覆盖面积可以更大,使电流扩展更为全面,从而提升芯片亮度和光分布均匀性。
下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
图12为一种倒装LED芯片的俯视图。如图12所示,所述倒装LED芯片包括柔性绝缘层700及两个引出端,所述倒装LED芯片具有一功能面100a,所述功能面100a亦可以称为所述倒装LED芯片的正面,是所述倒装LED芯片中用于形成引出端的表面。所述功能面100a上具有防顶伤区域110a及围绕所述防顶伤区域110a的***区域120a,所述防顶伤区域110a在固晶过程中可以用于与顶针接触的区域。所述引出端位于所述功能面100a的***区域120a,所述柔性绝缘层700至少位于所述功能面100a的防顶伤区域110a。
本实施例中,所述防顶伤区域110a位于所述功能面100a的中心区域,所述防顶伤区域110a的中心与所述功能面100a的中心重合,也即所述防顶伤区域110a是以所述功能面100a的中心为中心呈放射状向外扩张一定距离的区域。但应理解,所述防顶伤区域110a不限于位于所述功能面100a的中心区域,也可以偏离所述功能面100a的中心区域。
具体而言,所述柔性绝缘层700包括高分子聚合物层,所述高分子聚合物层包括硅胶层和/或环氧树脂层,也就是说,所述柔性绝缘层700既可以是单层结构,也可以是多层结构的组合。当所述柔性绝缘层700受力时可发生弹性形变,在固晶过程中,顶针会顶在所述防顶伤区域110a从而将倒装芯片顶起,以便于脱模。由于所述防顶伤区域110a中具有所述柔性绝缘层700,相当于顶针是顶在所述柔性绝缘层700上的,柔性绝缘层700能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装芯片的功能层不被顶针损伤,提高了倒装芯片的可靠性和稳定性。
本实施例中,所述柔性绝缘层700为椭圆形,且所述柔性绝缘层700的中心与所述功能面100a的中心重合。应理解,所述柔性绝缘层700不限于是椭圆形,还可以是圆形、方形或不规则图形,本实用新型不作限制;所述柔性绝缘层700的中心与所述功能面100a的中心也可以不重合,只要位于所述功能面100a的中心区域即可。
作为可选实施例,所述柔性绝缘层700也可以不仅位于所述功能面100a的防顶伤区域110a,还位于所述功能面100a上的***区域120a(避开两个引出端)。所述柔性绝缘层700的边缘可以与两个所述引出端接触,也可以不接触,由于所述柔性绝缘层700是绝缘材料,不会影响两个引出端之间的电性隔离。
进一步地,请继续参阅图12,两个引出端分别为第一引出端601和第二引出端602,所述第一引出端601和所述第二引出端602相对所述功能面100a的中心呈左右对称设置。所述第一引出端601和第二引出端602之间相隔一定的距离实现电性隔离。本实施例中,所述第一引出端601和第二引出端602之间相隔的距离为100μm~200μm。
进一步地,所述柔性绝缘层700位于所述第一引出端601和所述第二引出端602之间,所述第一引出端601和所述第二引出端602也相对所述柔性绝缘层700的中心呈左右对称设置。应理解,所述第一引出端601和所述第二引出端602不限于相对所述功能面100a的中心呈左右对称设置,还可以相对所述功能面100a的中心呈上下对称设置,或者,所述第一引出端601和所述第二引出端602也可以呈对角分布;当然,所述第一引出端601和所述第二引出端602也可以呈非对称分布,本实施例不作限制。
图11为本实施例提供的倒装LED芯片的剖面示意图,请参阅图11和图12,所述倒装LED芯片还包括衬底100、外延层200、反射镜层400、第一电流扩展层501、第二电流扩展层502、第一绝缘层301、第二绝缘层302及第三绝缘层303。
具体的,本实施例中,所述衬底100为高透光蓝宝石衬底(Al2O3),作为可选实施例,所述衬底100还可以是硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)或氧化锌(ZnO)等衬底。进一步地,所述衬底100为图形化衬底(Patterned Sapphire Substrates,PSS),例如是微米级/纳米级图形化蓝宝石衬底。所述衬底100的上表面用于形成所述倒装LED芯片的各功能层,各功能层堆叠后的顶面作为所述倒装LED芯片的功能面100a,所述衬底100的背面作为所述倒装LED芯片的背面。
请参阅图11,所述外延层200位于所述衬底100上,所述外延层200包括由下向上依次设置的第一半导体层201、发光层202和第二半导体层203。所述外延层200中具有一凹槽200a,所述凹槽200a从所述第二半导体层203的顶表面贯穿所述发光层202后延伸至所述第一半导体层201中,所述凹槽200a构成了PN台阶。所述PN台阶的上台阶面为所述第二半导体层203,下台阶面为所述第一半导体层201,上台阶面和下台阶面之间连接形成PN台阶侧面。
本实施例中,本实施例中,所述外延层200中的第一半导体层201为N型半导体层,位于所述衬底100的上方,所述第一半导体层201的材料为N-GaN;所述发光层202位于所述第一半导体层201的上方,所述发光层202为多周期量子阱层(MQWS),量子阱层的材料为AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN中的任意一种或几种的结合;所述第二半导体层203为P型半导体层,位于所述发光层202的上方,所述第二半导体层203的材料为P-GaN。
本实施例中,所述外延层200的总厚度为5μm~10μm。
本实施例中,所述凹槽200a具有周期性的间隔,所述周期性的间隔为200μm~300μm,所述凹槽200a的深度为1μm~2μm,所述凹槽200a的宽度为20μm~100μm。
请继续参阅图11,所述第一绝缘层301覆盖所述凹槽200a的侧壁及部分底面,并且还横向延伸覆盖部分所述第二半导体层203。也就是说,所述第一绝缘层301覆盖所述PN台阶侧面、部分上台阶面以及部分下台阶面,暴露出部分所述第一半导体层201和部分所述第二半导体层203。或者也可以理解为,所述第一绝缘层301覆盖所述第二半导体层203及所述凹槽200a的内壁,并且,所述第一绝缘层301中形成有若干第一开口,一部分所述第一开口位于所述凹槽200a内,以露出所述凹槽200a底部的部分所述第一半导体层201,另一部分所述第一开口位于所述第二半导体层203上,以露出部分所述第二半导体层203。
本实施例中,所述第一绝缘层301的厚度为300nm~800nm。所述第一绝缘层301的材料包括氧化硅、氮化硅中的至少一种。第一绝缘层301的作用是预先保护PN台阶侧面,免于PN台阶侧面长期暴露在空气中受污染,从而避免开启电压VFin和/或漏电流IR失效。
进一步地,所述反射镜层400位于露出部分所述第二半导体层203的所述第一开口中,且所述反射镜层400覆盖所述第一开口露出的所述第二半导体层203,如此一来,所述反射镜层400即可与所述第二半导体层203电性连接。所述反射镜层400具有反光作用,可将所述发光层202发出的光中射向所述第二半导体层203的那部分光反射回去。所述反射镜层400包括银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Au)、铜(Cu)、铅(Pb)和铑(Rh)中的一种或多种,本实施例中,所述反射镜层400为银层。
本实施例中,所述反射镜层400的厚度为50nm~500nm,所述反射镜层400距离PN台阶侧面之间具有0um~6um的间距,也就是说,所述反射镜层400距离PN台阶侧面具有0um~6um的横向间隔,与现有技术中的反射镜层400距离PN台阶侧面的大间隔相比,本实施例由于预先设置了第一绝缘层301,因此不再需要考虑PN台阶的污染问题,所以反射镜层400距PN台阶的侧面的距离可以大大缩小,也就是本申请的反射镜层400的面积可以做的更大,那么此时反光的效果会更好。
请继续参阅图11,所述第一电流扩展层501位于所述反射镜层400及所述第一绝缘层301上,覆盖所述反射镜层400和部分所述第一绝缘层301。本实施例中,所述第一电流扩展层501完全覆盖所述反射镜层400从而对所述反射镜层400起到保护作用,防止发生电子迁移引起的漏电。所述第一电流扩展层501的材料包括钛(Ti)、铂(Pt)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)及金(Au)中的一种或多种。所述第一电流扩展层501除了保护所述反射镜层400之外,还具有电流整面扩展的作用,因此对其厚度有要求,太薄电流扩展不好,优选地,所述第一电流扩展层501的厚度为0.5μm~1.5μm。
进一步地,所述第二绝缘层302位于所述第一绝缘层301和所述第一电流扩展层501上。或者也可以理解为,所述第二绝缘层302覆盖所述第一电流扩展层501并延伸至所述凹槽200a中覆盖所述第一绝缘层301。所述第二绝缘层302具有若干第二开口,一部分所述第二开口位于所述凹槽200a中,并与所述凹槽200a中的第一开口连通,以露出所述凹槽200a底部的部分所述第一半导体层201,另一部分所述第二开口位于所述第一电流扩展层501上,以露出所述部分所述第一电流扩展层501。
本实施例中,所述第二绝缘层302的厚度为1μm~2μm。所述第二绝缘层302的材料包括氧化硅、氮化硅中的至少一种。由于所述第一绝缘层301预先保护了PN台阶侧面,所以所述第二绝缘层302的作用为绝缘保护所述第一电流扩展层501以及将所述第一电流扩展层501与所述第二电流扩展层502电性隔离。
请继续参阅图11,所述第二电流扩展层502位于所述第二绝缘层302上。所述第二电流扩展层502覆盖部分所述第二绝缘层302并填充连通的第一开口和第二开口,并覆盖所述第一开口和所述第二开口露出的部分所述第一半导体层201。应理解,所述第二电流扩展层502也相当于填充了所述凹槽200a,从而与所述第一半导体层201电性连接。
本实施例中,所述第二电流扩展层502的材料包括钛(Ti)、铂(Pt)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)及金(Au)中的一种或多种。相似的,所述第二电流扩展层502具有电流整面扩展的作用,因此对其厚度有要求,太薄电流扩展不好,优选地,所述第二电流扩展层502的厚度为0.5μm~1.5μm。
请继续参阅图11,所述第三绝缘层303位于所述第二电流扩展层502及所述第二绝缘层302上。所述第三绝缘层303中具有若干第三开口,一部分所述第三开口连通露出部分所述第一电流扩展层501的第二开口,另一部分所述第三开口露出部分所述第二电流扩展层502。所述第三绝缘层303可以将所述第二电流扩展层502与所述第二引出端602电性隔离,防止用于扩展N电流的第二电流扩展层502与用于输入P电流的所述第二引出端602之间短路,同时,所述第三绝缘层303还可以保护所述倒装LED芯片的侧面及部分功能面。
本实施例中,所述第三绝缘层303的厚度为1μm~2μm,所述第三绝缘层303的材料包括氧化硅、氮化硅中的至少一种。
请继续参阅图11,所述第一引出端601及所述第二引出端602均位于所述第三绝缘层303上。所述第一引出端601覆盖部分所述第三绝缘层303并填充露出所述第二电流扩展层502的第三开口,所述第二引出端602覆盖部分所述第三绝缘层303并填充连通的第三开口及第二开口。如此一来,所述第一引出端601可以通过所述第二电流扩展层502与所述第一半导体层201电性连接,所述第二引出端602可以通过所述第一电流扩展层501与所述第二半导体层203电性连接,所述第一引出端601和所述第二引出端602可分别作用所述倒装LED芯片的N型电极和P型电极。
本实施例中,所述第一引出端601和所述第二引出端602的厚度为4μm~6μm,所述第一引出端601和所述第二引出端602的材料可以是钛(Ti)、铂(Pt)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、金(Au)或金锡合金(Au)等金属。
请继续参阅图11,所述柔性绝缘层700的厚度小于所述第一引出端601和所述第二引出端602的厚度,使得所述柔性绝缘层700的顶表面低于所述第一引出端601和所述第二引出端602的顶表面,且第一引出端601和第二引出端602的顶表面的高度相等。将所述倒装LED芯片设置于蓝膜上时,所述第一引出端601和所述第二引出端602的顶表面可均贴附在蓝膜上,提高了所述倒装LED芯片在蓝膜上的平衡性,对倒装LED芯片在蓝膜上的平衡有益。
具体的,所述柔性绝缘层700的厚度为1μm~3μm。作为可选实施例,所述柔性绝缘层700的顶表面也可以与所述第一引出端601和所述第二引出端602的顶表面齐平,本实用新型不作限制。
可以理解的是,本实施例中虽以倒装芯片为倒装LED芯片为例进行说明,但实际上,本实施例中的提供的倒装芯片不限于是倒装LED芯片,还可以是诸如CPU芯片、GPU芯片或RF芯片等任何倒装芯片,当所述倒装芯片是其他芯片时,所述引出端不限于是两个,可以是两个、三个、四个或五个等,所述引出端在所述倒装芯片上的分布方式也可根据实际情况设计,此处不再一一解释说明。
图2至图12示出了本实施例提供的倒装LED芯片的制造方法的相应步骤的结构示意图。参考图2-图12,所述倒装LED芯片的制造方法包括以下步骤。
如图2所示,提供衬底100,在所述衬底100上形成外延层200,所述外延层200包括由下向上顺次设置的第一半导体层201、发光层202和第二半导体层203。
形成所述衬底100及所述外延层200的方式例如是:使用标准的光刻工艺在所述衬底100的表面刻蚀出图形,然后利用ICP蚀刻技术刻蚀所述衬底100以对所述衬底100的表面进行图案化,用来提高发光效率。进一步地,可以通过诸如金属化学气相沉积、激光辅助分子束外延、氢化物气相外延、蒸镀等任意一种外延技术在所述衬底100上制作所述外延层200,并且,所述外延层200可以是多晶结构或单晶结构。
如图3所示,以周期性的间隔对所述外延层200进行部分刻蚀以形成周期性的凹槽200a,所述凹槽200a贯穿所述第二半导体层203和所述发光层202并延伸至所述第一半导体层201中。具体而言,形成所述凹槽200a的步骤包括:通过光刻工艺,制作出发光区MESA图形,用ICP(感应等离子耦合刻蚀设备)对所述外延层200进行刻蚀以形成所述凹槽200a,刻蚀的深度需要超过所述发光层202,并暴露出所述第一半导体层201,从侧面来看是蚀刻出平台(MESA),形成PN台阶,PN台阶包括上台阶面和下台阶面,其中,上台阶面为第二半导体层203,下台阶面为第一半导体层201,上台阶面和下台阶面之间连接形成PN台阶的侧面。
如图4所示,在所述PN台阶侧面、部分上台阶面和部分下台阶面上形成第一绝缘层301。所述第一绝缘层301的具体形成步骤可以是:通过PECVD(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition,等离子体增强化学气相沉积法)形成第一绝缘材料层(图4中未示出),然后采用正光刻胶制作出掩模,用ICP(感应等离子耦合刻蚀设备)对所述第一绝缘材料层进行刻蚀或者使用BOE溶液或用HF溶液对所述第一绝缘材料层进行腐蚀,形成若干第一开口,一部分第一开口暴露出部分所述第一半导体层201,另一部分第一开口暴露出部分所述第二半导体层203,剩余的第一绝缘材料层构成所述第一绝缘层301。
如图5所示,在所述第二半导体层203上形成反射镜层400。具体而言,形成所述反射镜层400的步骤包括:通过负胶光刻工艺制成掩模图形,再通过电子束蒸发、溅射、ALD(Atomic layer deposition,原子层沉积)等工艺来生长反射率较高的反射镜薄膜,最后通过剥离(lift off)等方法去除掩模和掩模上的反射镜薄膜,剩余的反射镜薄膜构成所述反射镜层400。应理解,所述反射镜层400需要将所述凹槽200a完全露出。
本实施例中,所述反射镜层400可通过在N2氛围中高温退火的方式与所述第二半导体层203形成良好的欧姆接触。
如图6所示,在所述反射镜层400上形成第一电流扩展层501。所述第一电流扩展层501的形成步骤可以是:通过负胶光刻工艺制成掩模图形,再通过电子束蒸发、溅射、ALD等来生长电流扩展薄膜,最后用撕金、去胶工艺去除掩模和掩模上的电流扩展薄膜,剩余的电流扩展薄膜构成所述第一电流扩展层501。
如图7所示,在所述第一绝缘层301和所述第一电流扩展层501上形成第二绝缘层302。第二绝缘层302的形成步骤可以是:通过PECVD形成第二绝缘材料层(图7中未示出),然后采用正光刻胶制作出掩模,用ICP(感应等离子耦合刻蚀设备)对第二绝缘材料层进行刻蚀或者使用BOE溶液或用HF溶液对第二绝缘材料层进行腐蚀,形成一部分第二开口,此时形成的所述第二开口与所述凹槽内的第一开口连通,以露出所述凹槽200a底部的部分所述第一半导体层201。
如图8所示,在所述第二绝缘层302上形成第二电流扩展层502。所述第二电流扩展层502的形成步骤可以是:通过负胶光刻工艺制成掩模图形,再通过电子束蒸发、溅射、ALD等来生长电流扩展薄膜,最后用撕金、去胶工艺去除掩模和掩模上的电流扩展薄膜,剩余的电流扩展薄膜形成所述第二电流扩展层502。
如图9所示,在所述第二电流扩展层502上形成第三绝缘层303。所述第三绝缘层303优选通过PECVD形成第三绝缘材料层,然后采用正光刻胶制作出掩模,用ICP(感应等离子耦合刻蚀设备)对所述第三绝缘材料层及其下方的部分膜层进行刻蚀或者使用BOE溶液或用HF溶液对所述第三绝缘层303材料层进行腐蚀,形成第三开口,此时所述第三开口均只露出所述第二电流扩展层502。接着,还需要对一部分所述第三开口底部的第二绝缘层302进行腐蚀,以在所述第二绝缘层302中再次形成第二开口,此时形成的所述第二开口与其上方的第三开口连通。最后,剩余的第三绝缘材料层构成所述第三绝缘层303,剩余的第二绝缘材料层构成所述第二绝缘层302。
如图10所示,在所述第三绝缘层303上形成第一引出端601和第二引出端602。形成所述第一引出端601和第二引出端602的步骤可以为:通过负胶光刻工艺制成掩模图形,再通过电子束蒸发、溅射、ALD等工艺生长导电金属薄膜,最后用撕金、去胶工艺去除掩模和掩模上的导电金属薄膜,剩余的导电金属薄膜构成所述第一引出端601和所述第二引出端602。
如图11所示,在所述第三绝缘层303上形成柔性绝缘层700。具体的,所述柔性绝缘层700的形成步骤可以为:采用高速旋涂和化学气相沉积相结合的方式生长柔性绝缘薄膜,然后通过光刻胶掩模方式去除部分柔性绝缘薄膜,至少使得所述第一引出端601及所述第二引出端602裸露,剩余的柔性绝缘薄膜构成所述柔性绝缘层700。
综上,本实用新型提供了一种倒装芯片,包括柔性绝缘层及若干引出端;所述引出端及所述柔性绝缘层均位于所述倒装芯片的功能面,其中,所述引出端位于所述功能面的***区域,所述柔性绝缘层至少位于所述功能面的防顶伤区域。由于柔性绝缘层具有柔性和弹性,在外力作用下可发生形变,在封装时,顶针顶到的是柔性绝缘层,柔性绝缘层能够有效的减缓顶针的冲击力,保护倒装芯片的功能层不被顶针损伤,提高了倒装芯片的可靠性和稳定性。
进一步地,当倒装芯片为LED芯片时,不需要通过隔绝部分N层电流扩展层将N层电流扩展层对应防顶伤区域的区域隔开,N层电流扩展层覆盖面积可以更大,使电流扩展更为全面,从而提升芯片亮度和光分布均匀性。
上述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型的技术方案的范围内,对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动,均属未脱离本实用新型的技术方案的内容,仍属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种倒装芯片,具有一功能面,所述功能面上具有防顶伤区域及围绕所述防顶伤区域的***区域,其特征在于,所述倒装芯片包括柔性绝缘层及若干引出端;
所述引出端位于所述功能面的***区域,所述柔性绝缘层至少位于所述功能面的防顶伤区域。
2.如权利要求1所述的倒装芯片,其特征在于,所述柔性绝缘层的厚度为1μm~3μm。
3.如权利要求1所述的倒装芯片,其特征在于,所述柔性绝缘层的顶表面低于所述引出端的顶表面。
4.如权利要求1所述的倒装芯片,其特征在于,所述引出端的顶表面的高度相等。
5.如权利要求1所述的倒装芯片,其特征在于,所述柔性绝缘层包括高分子聚合物层,所述高分子聚合物层包括硅胶层和/或环氧树脂层。
6.如权利要求1所述的倒装芯片,其特征在于,所述防顶伤区域的中心、所述柔性绝缘层的中心及所述功能面的中心重合。
7.如权利要求1所述的倒装芯片,其特征在于,所述柔性绝缘层的形状包括圆形、椭圆形或方形。
8.如权利要求1-7中任一项所述的倒装芯片,其特征在于,所述倒装芯片为倒装LED芯片,所述引出端的数量为两个,所述防顶伤区域位于两个所述引出端之间。
9.如权利要求7所述的倒装芯片,其特征在于,还包括:
衬底;
外延层,包括顺次设置于所述衬底上的第一半导体层、发光层及第二半导体层;
凹槽,位于所述外延层中,并从所述第二半导体层的顶表面延伸至所述第一半导体层中;
反射镜层,覆盖部分所述第二半导体层。
10.如权利要求9所述的倒装芯片,其特征在于,还包括:
第一电流扩展层,位于所述反射镜层上,并通过所述反射镜层与所述第二半导体层电性连接;
第二电流扩展层,位于所述第一电流扩展层上并填充所述凹槽,以与所述第一半导体层电性连接,所述第二电流扩展层与所述第一电流扩展层彼此电性隔离;
两个所述引出端中的一个通过所述第一电流扩展层与所述第二半导体层电性连接,另一个通过所述第二电流扩展层与所述第一半导体层电性连接。
11.如权利要求10所述的倒装芯片,其特征在于,还包括:
第一绝缘层,位于所述第二半导体层上并覆盖所述凹槽的内壁,所述第一绝缘层具有第一开口,一部分所述第一开口露出所述凹槽底部的部分所述第一半导体层,另一部分所述第一开口露出部分所述第二半导体层,所述反射镜层位于露出部分所述第二半导体层的所述第一开口中。
12.如权利要求11所述的倒装芯片,其特征在于,还包括:
第二绝缘层,位于所述第一绝缘层及所述第一电流扩展层上,以电性隔离所述第一电流扩展层与所述第二电流扩展层,其中,所述第二绝缘层中具有第二开口,一部分所述第二开口与一部分所述第一开口连通以露出部分所述第一半导体层,另一部分所述第二开口露出部分所述第一电流扩展层。
13.如权利要求12所述的倒装芯片,其特征在于,所述第二电流扩展层位于所述第二绝缘层上并填充连通的所述第一开口及所述第二开口,以与所述第一半导体层电性连接。
14.如权利要求12所述的倒装芯片,其特征在于,还包括:
第三绝缘层,位于所述第二绝缘层及所述第二电流扩展层上,以电性隔离两个所述引出端,其中,所述第三绝缘层中具有第三开口,一部分所述第三开口与一部分所述第二开口连通以露出部分所述第一电流扩展层,另一部分所述第三开口露出部分所述第二电流扩展层。
15.如权利要求14所述的倒装芯片,其特征在于,两个所述引出端均位于所述第三绝缘层上,且一个所述引出端填充连通的所述第二开口及所述第三开口,以与所述第一电流扩展层电性连接;另一个所述引出端填充剩余的所述第三开口,以与所述第二电流扩展层电性连接。
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