專利名稱：Led集成芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種LED集成芯片。
背景技術(shù)：
倒裝芯片技術(shù)是當今最先進的微電子封裝技術(shù)之一，它既是一種芯片互連技術(shù)，又是一種理想的芯片粘接技術(shù)，它將電路組裝密度提升到了一個新的高度。在所有表面安裝技術(shù)中，倒裝芯片可以達到最小、最薄的封裝，隨著電子產(chǎn)品體積的進一步縮小，倒裝芯片的應(yīng)用將會越來越廣泛。將LED裸芯片倒扣在硅襯底上的封裝形式稱為倒裝LED。傳統(tǒng)的倒裝LED采用面積較大的功率型LED，成本較高，由于芯片面積較大，熱源集中，因此散熱效果不好。同時，這種倒裝LED較難實現(xiàn)多芯片集成。
正裝芯片技術(shù)是傳統(tǒng)的微電子封裝技術(shù)，其技術(shù)成熟，應(yīng)用范圍最廣泛。目前絕大多數(shù)LED均為正裝LED，LED裸芯片正裝在一個帶有反射杯的支架上，其P型外延層、N型外延層分別通過金屬線焊接在陽極和陰極引線上，這種正裝LED的襯底一般為絕熱材料，其散熱性差。同時，這種正裝LED較難實現(xiàn)多芯片集成。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提供一種易于集成、散熱效果好的LED集成芯片。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是本實用新型包括若干個LED裸芯片和硅襯底，所述LED裸芯片包括襯底和N型外延層、P型外延層，所述硅襯底頂面于每個所述LED裸芯片處有兩個分離的沉積金屬層，所述P型外延層、所述N型外延層分別通過焊球倒裝或通過金屬線正裝焊接在所述金屬層上，所述金屬層與所述硅襯底的結(jié)合區(qū)分別還有一個摻雜的隔離層I，若干個所述LED裸芯片之間通過所述金屬層相連接并引出陽極接點和陰極接點。
若干個所述LED裸芯片之間并聯(lián)或串聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。
所述金屬層的外表面為反光面。
各所述LED裸芯片對應(yīng)的所述金屬層與所述硅襯底之間設(shè)有隔離層II、所述金屬層之間還有一個隔離層II。
本實用新型還包括保護層，所述保護層覆蓋于所述金屬層外表面。
所述硅襯底為P型或N型，所述隔離層I與所述硅襯底極性相反，所述焊球為金球栓或銅球栓或錫球，所述金屬線為金線或鋁線或銅線，所述金屬層為金屬鋁或硅鋁合金。
本實用新型的有益效果是由于本實用新型若干個所述LED裸芯片之間通過所述金屬層相連接并引出陽極接點和陰極接點，若干個所述LED裸芯片之間并聯(lián)或串聯(lián)或串并聯(lián)組合連接，多個所述LED裸芯片分布面積廣，發(fā)光效果更好，且制造成本比采用一個LED裸芯片的功率型LED芯片更低，每個所述LED裸芯片通過與其相接的兩個所述焊球或金屬線將熱量傳到所述金屬層，并通過所述隔離層將熱量傳給所述硅襯底，所述金屬層的面積較大，熱源較分散，散熱效果好，使用壽命長，故本實用新型散熱效果好、使用壽命長，易于實現(xiàn)多芯片集成。


圖1是本實用新型實施例一的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示LED集成芯片的電路原理圖；圖3是本實用新型實施例二的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3所示LED集成芯片的電路原理圖；
圖5是本實用新型實施例三的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5所示LED集成芯片的電路原理圖；圖7是本實用新型實施例四的平面布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7所示LED集成芯片的電路原理圖；圖9是圖1、圖3、圖5、圖7所示倒裝LED集成芯片的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖1、圖3、圖5、圖7所示正裝LED集成芯片的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一如圖1、圖2、圖9所示，本實施例的倒裝LED集成芯片包括九個LED裸芯片1和硅襯底2，所述LED裸芯片1包括藍寶石(Al2O3)襯底10和氮化鎵(GaN)N型外延層11、P型外延層12，當然，所述襯底10也可以為碳化硅(SiC)等其他材料的襯底，所述硅襯底2為P型硅襯底，當然所述硅襯底2也可以為N型硅襯底，此時，所述隔離層I 22、23為摻雜硼等材料的P型隔離層。所述硅襯底2頂面于每個所述LED裸芯片1處有兩個分離的沉積金屬層32、33，所述金屬層32、33為金屬鋁，當然也可以采用硅鋁合金，所述金屬層32、33的外表面為反光面，所述金屬層32、33既是電極又是底面光線的反光體，所述P型外延層12、所述N型外延層11分別通過焊球40、41倒裝焊接在所述金屬層32、33上，所述焊球40、41為金球栓，當然也可以為銅球栓或錫球，所述金屬層32、33與所述硅襯底2的結(jié)合區(qū)分別還有一個摻雜磷、砷等材料的N型隔離層I 22、23，用于隔離所述金屬層32、33與所述硅襯底2，防止所述金屬層32、33之間漏電或短路，同時所述隔離層I22、23與所述硅襯底2之間也構(gòu)成一個靜電保護二極管，也可起到在封裝過程中靜電保護的作用，同時所述隔離層I 22、23將所述LED裸芯片1傳給所述金屬層32、33的熱量再傳遞給所述硅襯底2，起到良好的導(dǎo)熱、散熱作用。各所述LED裸芯片1之間通過所述金屬層32、33相并聯(lián)連接并引出陽極接點80和陰極接點81，即所述陽極接點80和所述陰極接點81之間的所有LED裸芯片1相并聯(lián)。
實施例二如圖3、圖4、圖9所示，本實施例與實施例一的不同之處在于各所述LED裸芯片1之間通過所述金屬層32、33的連接方式——本實施例各所述LED裸芯片1之間相串聯(lián)連接，即所述陽極接點80和所述陰極接點81之間的所有LED裸芯片1相串聯(lián)。其余與實施例一相同。
實施例三如圖5、圖6、圖9所示，本實施例與實施例一的不同之處在于各所述LED裸芯片1之間通過所述金屬層32、33的連接方式——本實施例各所述LED裸芯片1之間先每三個串聯(lián)成一組，再將三組相并聯(lián)連接。其余與實施例一相同。
實施例四如圖7、圖8、圖9所示，本實施例與實施例一的不同之處在于各所述LED裸芯片1之間通過所述金屬層32、33的連接方式——本實施例各所述LED裸芯片1之間先每三個并聯(lián)成一組，再將三組相串聯(lián)連接。其余與實施例一相同。
實施例五如圖1～圖8、圖10所示，本實施例與實施例一～四的不同之處在于本實施例的LED集成芯片的各所述LED裸芯片1為正裝封裝型式，所述LED集成芯片還包括保護層6，所述保護層6覆蓋于所述金屬層32、33外表面，以防止所述金屬層32、33短路，所述保護層6采用二氧化硅(SiO2)材料，當然也可以采用氮化硅(SiN)等其他材料，用銀膠9將LED裸芯片1正裝在所述硅襯底2上，再將連接LED裸芯片1的所述P型外延層12、所述N型外延層11焊點的所述金屬線45、46焊接于保護層的兩個開口內(nèi)的所述金屬層32、33上；所述金屬層32、33與所述硅襯底2之間各有一個隔離層II 51、53，所述金屬層32、33之間還有一個工藝過程中形成的隔離層II 52，所述隔離層II 51、52、53為氧化層，當然也可以由氧化層和氮化硅層共同組成；各所述LED裸芯片1之間通過所述金屬層32、33的連接方式為串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。
本實用新型所述LED裸芯片1的數(shù)量不限于九個，實施例中僅是舉例說明。
本實用新型將若干個所述LED裸芯片1集成在一個所述硅襯底2上，散熱效果好、使用壽命長，易于實現(xiàn)多芯片集成。
本實用新型可廣泛應(yīng)用于LED領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種LED集成芯片，包括若干個LED裸芯片(1)和硅襯底(2)，所述LED裸芯片包括襯底(10)和N型外延層(11)、P型外延層(12)，其特征在于所述硅襯底(2)頂面于每個所述LED裸芯片處有兩個分離的沉積金屬層(32、33)，所述P型外延層(12)、所述N型外延層(11)分別通過焊球(40、41)倒裝或通過金屬線(45、46)正裝焊接在所述金屬層(32、33)上，所述金屬層(32、33)與所述硅襯底(2)的結(jié)合區(qū)分別還有一個摻雜的隔離層I(22、23)，若干個所述LED裸芯片之間通過所述金屬層(32、33)相連接并引出陽極接點(80)和陰極接點(81)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED集成芯片，其特征在于若干個所述LED裸芯片之間并聯(lián)或串聯(lián)或串并聯(lián)組合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED集成芯片，其特征在于所述金屬層(32、33)的外表面為反光面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED集成芯片，其特征在于各所述LED裸芯片對應(yīng)的所述金屬層(32、33)與所述硅襯底(2)之間設(shè)有隔離層II(51、53)、所述金屬層(32、33)之間還有一個隔離層II(52)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED集成芯片，其特征在于它還包括保護層(6)，所述保護層(6)覆蓋于所述金屬層(32、33)外表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的LED集成芯片，其特征在于所述硅襯底(2)為P型或N型，所述隔離層I(22、23)與所述硅襯底(2)極性相反，所述焊球(40、41)為金球栓或銅球栓或錫球，所述金屬線(45、46)為金線或鋁線或銅線，所述金屬層(32、33)為金屬鋁或硅鋁合金。
專利摘要本實用新型公開了一種LED集成芯片，旨在提供一種易于集成、散熱效果好的LED集成芯片。本實用新型包括若干個LED裸芯片(1)和硅襯底(2)，所述LED裸芯片包括襯底(10)和N型外延層(11)、P型外延層(12)，所述硅襯底(2)頂面于每個所述LED裸芯片處有兩個分離的沉積金屬層(32、33)，所述P型外延層(12)、所述N型外延層(11)分別通過焊球(40、41)倒裝或通過金屬線(45、46)正裝焊接在所述金屬層(32、33)上，所述金屬層(32、33)與所述硅襯底(2)的結(jié)合區(qū)分別還有一個摻雜的隔離層I(22、23)，若干個所述LED裸芯片之間通過所述金屬層(32、33)相連接并引出陽極接點(80)和陰極接點(81)。本實用新型可廣泛應(yīng)用于LED領(lǐng)域。
文檔編號H01L23/488GK2904303SQ20062005913
公開日2007年5月23日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者吳緯國 申請人:廣州南科集成電子有限公司