CN219350260U - 一种倒装mini LED芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种倒装mini LED芯片，包括衬底及设于衬底上具有第一部和第二部的N型GaN层，N型GaN层的第一部上依次设有有源发光层、P型GaN层及电流扩展层以形成N型导电台阶，N型GaN层的第二部上设有与N型导电台阶深度一致的N型第一电极，电流扩展层及N型第一电极上均设有布拉格反射层，布拉格反射层上分别设有与N型第一电极及电流扩展层连通的布拉格反射层通孔，两个布拉格反射层通孔内分别设有与其相适配的N型焊盘及P型焊盘，布拉格反射层的上端面为平整面。在本实用新型中，N型焊盘、P型焊盘及布拉格反射层的上端面均在同一水平面上，保证芯片封装后的显示效果稳定。

Description

一种倒装mini LED芯片

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种倒装mini LED芯片。

背景技术

现有的倒装mini LED芯片中P型焊盘通过布拉格反射层通孔与P型第一电极连接，P型第一电极再通过电流扩展层与P型GaN连接，N型焊盘通过布拉格反射层通孔与N型第一电极连接，N型第一电极再通过N型导电台阶与N型GaN连接。

部分焊盘会在布拉格反射层通孔中形成坑状的凹陷，倒装mini LED芯片在后续回流焊时，此凹陷中缺少Sn会形成Sn空洞，最终造成芯片失效，且由于N型导电台阶的存在，N型焊盘处的凹陷深度大于P型焊盘的深度，导致回流焊后，芯片由P型焊盘向N型焊盘歪斜，最终导致mini LED芯片封装的显示屏显示效果下降，且芯片尺寸越小，上述两种问题越严重。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种倒装mini LED芯片。

该实用新型的实施例提供以下技术方案，一种倒装mini LED芯片，包括衬底及设于所述衬底上具有第一部和第二部的N型GaN层，所述N型GaN层的第一部上依次设有源发光层、P型GaN层及电流扩展层以形成N型导电台阶，所述N型GaN层的第二部上设有与所述N型导电台阶深度一致的N型第一电极，所述电流扩展层及所述N型第一电极上均设有布拉格反射层，所述布拉格反射层上分别设有与所述N型第一电极及所述电流扩展层连通的布拉格反射层通孔，两个所述布拉格反射层通孔内分别设有与其相适配的N型焊盘及P型焊盘，所述布拉格反射层的上端面为平整面。

在本实用新型中，N型焊盘、P型焊盘及布拉格反射层的上端面均在同一水平面上，因此不会产生焊盘坑状凹陷，避免出现回流焊后N型焊盘或P型焊盘上产生Sn空洞的情况，解决了回流焊后芯片由P型焊盘向N型焊盘歪斜的问题，保证芯片封装后的显示效果稳定。

进一步的，所述N型焊盘通过所述N型第一电极与所述N型GaN层电连接，所述P型焊盘通过所述电流扩展层与所述P型GaN层电连接。

进一步的，所述N型第一电极的横截面积大于所述N型焊盘的横截面积。

进一步的，所述N型第一电极与所述N型焊盘的中心轴线重合。

进一步的，所述N型焊盘和所述P型焊盘的厚度均为3um～5um。

进一步的，所述N型导电台阶深度为0.8um～1.5um。

进一步的，所述电流扩展层为ITO层，其厚度为

进一步的，所述P型焊盘和所述N型焊盘均为Al层、Ti层、Pt层、Ni层、Au层、Sn层中的一种或多种层叠组成。

进一步的，所述布拉格反射层由20～30个周期性的SiO₂层和Ti₃O₅层交替层叠组成。

进一步的，所述N型第一电极为Cr层、AlCu合金层、Al层、Ti层、Pt层、Ni层、Au层中的一种或多种层叠组成。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例倒装mini LED芯片的剖面结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例倒装mini LED芯片的俯面结构示意图。

附图标记说明：

10衬底、11N型GaN层、111N型导电台阶、12有源发光层、13P型GaN层、14电流扩展层、15N型第一电极、16布拉格反射层、161布拉格反射层通孔、171N型焊盘、172P型焊盘。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，一种倒装mini LED芯片，包括衬底10及设于衬底10上具有第一部和第二部的N型GaN层11，N型GaN层11的第一部上依次设有源发光层12、P型GaN层、13电流扩展层14以形成N型导电台阶111，N型GaN层11的第二部上设有与N型导电台阶111深度一致的N型第一电极15，电流扩展层14及N型第一电极15上均设有布拉格反射层16，布拉格反射层16上分别设有与N型第一电极15及电流扩展层14连通的布拉格反射层通孔161，两个布拉格反射层通孔161内分别设有与其相适配的N型焊盘171及P型焊盘172，布拉格反射层16的上端面为平整面。

本实用新型中，衬底10可以为GaN、Al₂O₃、Si、SiC，本实施例选用Si衬底；有源发光层12的结构及其原理已为本领域技术人员所熟知，故在此不另作详述。

在本实用新型中，N型焊盘171、P型焊盘172及布拉格反射层16的上端面均在同一水平面上，因此不会产生焊盘坑状凹陷，避免出现回流焊后N型焊盘171或P型焊盘172上产生Sn空洞的情况，解决了回流焊后芯片由P型焊盘172向N型焊盘171歪斜的问题，保证芯片封装后的显示效果稳定。

N型焊盘171通过N型第一电极15与N型GaN层11电连接，P型焊盘172通过电流扩展层14与P型GaN层13电连接；N型第一电极15的横截面积大于N型焊盘171的横截面积，且N型第一电极15与N型焊盘171的中心轴线重合；本实施例中，N型焊盘171的下端面与N型第一电极15的上端面抵接，P型焊盘172的下端面与电流扩展层14的上端面抵接；N型第一电极15的结构能够使N型焊盘171的结构更加稳定，降低N型焊盘171上端面出现Sn空洞的概率。

N型焊盘171和P型焊盘172的厚度均为3um～5um；P型焊盘172和N型焊盘171均为Al层、Ti层、Pt层、Ni层、Au层、Sn层中的一种或多种层叠组成；本实施例中，N型焊盘171和P型焊盘172的厚度均为4.5um，P型焊盘172和N型焊盘171由Al层、Ti层、Pt层、Ni层、Au层依次层叠组成。

N型导电台阶111深度为0.8um～1.5um；N型第一电极15为Cr层、AlCu合金层、Al层、Ti层、Pt层、Ni层、Au层中的一种或多种层叠组成；本实施例中，N型导电台阶111的深度为1.2um，N型第一电极15的厚度也为1.2um，N型第一电极15由Cr层、AlCu层、Ti层、Pt层、Au层依次层叠组成。

电流扩展层14为ITO层，其厚度为

本实施例中，电流扩展层14的厚度为/>

布拉格反射层16由20～30个周期性的SiO₂层和Ti₃O₅层交替层叠组成；本实施例中，布拉格反射层16由25个周期性的SiO₂层和Ti₃O₅层交替层叠组成。

实施例二

本实用新型的倒装mini LED芯片的制备方法如下：

步骤一，提供一衬底10，衬底10可以为GaN、Al₂O₃、Si、SiC，本实施例选用Si衬底；

步骤二，在衬底10上利用MOCVD工艺依次生长N型GaN层11，有源发光层12、P型GaN层13；

步骤三，在P型GaN层13上利用旋涂法涂布光刻胶，然后曝光显影，形成图形，暴露出部分P型GaN层13，然后利用电感耦合等离子体刻蚀工艺去除掉暴露出的P型GaN层13以及其下面的有源发光层12，至N型GaN层11；然后去除光刻胶，形成N型导电台阶111；

步骤四：在P型GaN层13及N型导电台阶111表面利用磁控溅射技术沉积氧化铟锡，然后在氧化铟锡表面利用旋涂法涂布光刻胶，然后曝光显影，形成图形，暴露出部分氧化铟锡，然后利用HCl和FeCl₃的混合液腐蚀掉暴露出的氧化铟锡，然后去除光刻胶，形成电流扩展层14；

步骤五：在步骤四完成之后的Wafer表面涂布负性光刻胶，然后曝光、显影，暴露出主要制备N型第一电极15的N型导电台阶111，然后利用电子束蒸镀工艺，依次蒸镀Cr、AlCu、Ti、Pt、Au金属，然后利用Lift-Off工艺形成N型第一电极15；

步骤六：利用电子束蒸镀工艺，在步骤五完成后的Wafer表面依次沉积SiO₂和Ti₃O₅叠层，形成布拉格反射层16；

步骤七：在布拉格反射层16上利用旋涂法涂布正性光刻胶，然后曝光、显影，形成图形，暴露出需要制备布拉格反射层通孔161的地方，然后利用电感耦合等离子体刻蚀工艺去除掉暴露出的布拉格反射层16，形成布拉格反射层通孔161，紧接着，利用电子束蒸镀工艺，依次蒸镀Al、Ti、Pt、Ni、Au金属，然后利用Lift-Off工艺去除掉多余的金属，然后去除光刻胶，这样一来，便在布拉格反射层通孔161中形成了N型焊盘171和P型焊盘172。

采用上述制备方法得到的倒装mini LED芯片，其N型焊盘171、P型焊盘172及布拉格反射层16的上端面均在同一水平面上，因此不会产生焊盘坑状凹陷，避免出现回流焊后N型焊盘171或P型焊盘172上产生Sn空洞的情况，解决了回流焊后芯片由P型焊盘172向N型焊盘171歪斜的问题，保证芯片封装后的显示效果稳定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种倒装mini LED芯片，其特征在于，包括衬底及设于所述衬底上具有第一部和第二部的N型GaN层，所述N型GaN层的第一部上依次设有有源发光层、P型GaN层及电流扩展层以形成N型导电台阶，所述N型GaN层的第二部上设有与所述N型导电台阶深度一致的N型第一电极，所述电流扩展层及所述N型第一电极上均设有布拉格反射层，所述布拉格反射层上分别设有与所述N型第一电极及所述电流扩展层连通的布拉格反射层通孔，两个所述布拉格反射层通孔内分别设有与其相适配的N型焊盘及P型焊盘，所述布拉格反射层的上端面为平整面。

2.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述N型焊盘通过所述N型第一电极与所述N型GaN层电连接，所述P型焊盘通过所述电流扩展层与所述P型GaN层电连接。

3.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述N型第一电极的横截面积大于所述N型焊盘的横截面积。

4.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述N型第一电极与所述N型焊盘的中心轴线重合。

5.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述N型焊盘和所述P型焊盘的厚度均为3um～5um。

6.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述N型导电台阶深度为0.8um～1.5um。

7.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述电流扩展层为ITO层，其厚度为

8.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述P型焊盘和所述N型焊盘均为Al层、Ti层、Pt层、Ni层、Au层、Sn层中的一种或多种层叠组成。

9.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述布拉格反射层由20～30个周期性的SiO₂层和Ti₃O₅层交替层叠组成。

10.根据权利要求1所述的倒装mini LED芯片，其特征在于，所述N型第一电极为Cr层、AlCu合金层、Al层、Ti层、Pt层、Ni层、Au层中的一种或多种层叠组成。

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