專利名稱：帶靜電保護功能的led芯片的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶靜電保護功能的LED芯片。
背景技術：
正裝芯片技術是傳統的微電子封裝技術，其技術成熟，應用范圍廣泛。 目前絕大多數LED均為正裝LED, LED裸芯片的襯底無論是砷化鎵還是碳 化硅，在襯底外都鍍有一層金屬層作為N型電極，同時也兼作散熱之用，其 正裝在一個帶有反射杯的支架上作為陰極，其上面的P型外延層再通過金屬 線焊接在陽極引線上，由于此種裸芯片的上面及襯底面各作為電極的一端， 故習稱為"單電極芯片"，目前，黃光和紅光LED較多采用這種單電極芯片。 除上述單電極LED裸芯片外(芯片正反面各有一個電極)，近年來有的LED 裸芯片的襯底為絕緣材料如氧化鋁，所以正(P型)與負(N型)電極均需 設置于裸芯片的表面，亦即所謂的"雙電極芯片"，目前，藍光和綠光LED 較多采用這種雙電極芯片。將多個LED裸芯片集成在一個線路板上稱為集成 芯片。倒裝芯片技術是當今最先進的微電子封裝技術之一，它既是一種芯片 互連技術，又是一種理想的芯片粘接技術，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中，倒裝芯片可以達到最小、最薄的封裝， 隨著電子產品體積的進一步縮小，倒裝芯片的應用將會越來越廣泛。將LED 裸芯片倒扣在襯底上的封裝形式稱為倒裝LED。無論是單電極LED裸芯片還 是雙電極LED裸芯片均可應用在LED集成芯片上，目前倒裝LED也可應用 在LED集成芯片上。
從LED本身來講，其理論壽命很長，但是在生產及使用過程中，由于高 壓靜電的存在使得LED芯片容易因耐高壓不足而發(fā)生報廢。因此，現有的
4LED芯片的耐高壓靜電性能不好。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種耐高 壓靜電性能好的帶靜電保護功能的LED芯片。
本實用新型所采用的技術方案是本實用新型包括至少一個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 底上生成有導熱絕緣層I，所述導熱絕緣層I上生成有導熱絕緣層II，所述 導熱絕緣層II上沉積有金屬層，各所述LED裸芯片正裝或倒裝在所述金屬層 上，所述導熱絕緣層I與所述導熱絕緣層II之間設有至少一個由摻雜的多晶 硅構成的靜電保護二極管區(qū)，所述靜電保護二極管區(qū)包括多晶硅環(huán)I、多晶
硅環(huán)n，所述多晶硅環(huán)n位于中心圈及最外圈并與所述多晶硅環(huán)i互相間隔 嵌套設置，位于中心圈及最外圈的所述多晶硅環(huán)II分別與兩個分離的所述金 屬層相歐姆連接并由該兩個分離的所述金屬層分別引出陽極接點和陰極接
點，所述LED裸芯片、所述靜電保護二極管區(qū)通過所述金屬層相連接構成靜 電保護電路。
所述導熱絕緣層I與所述導熱絕緣層II之間還設有由摻雜的多晶硅構成 的電阻區(qū)，所述電阻區(qū)的一端與所述陽極接點或所述陰極接點相歐姆連接， 所述電阻區(qū)的另一端與一個所述LED裸芯片所在的所述金屬層相歐姆連接， 所述LED裸芯片、所述電阻區(qū)及所述靜電保護二極管區(qū)通過所述金屬層相連 接構成靜電保護電路。
所述LED裸芯片為雙電極芯片，各所述LED裸芯片對應的所述P型外 延層、所述N型外延層分別通過焊球倒裝焊接在兩個分離的所述金屬層上， 所述焊球為金球栓或銅球栓或錫球。
或者，所述LED裸芯片為單電極芯片，所述襯底為砷化鎵或碳化硅襯底，所述襯底用銀漿或錫粘合在所述金屬層上，所述LED裸芯片的電極接點通過
一根金屬線焊接在相鄰的一個所述金屬層上。
或者，所述LED裸芯片為雙電極芯片，所述襯底為氧化鋁襯底，所述襯
底用銀漿或錫粘合在所述金屬層上，所述P型外延層、所述N型外延層通過
兩根金屬線分別焊接在相鄰的兩個分離的所述金屬層上。
進一步，所述硅襯底的正面向內擴散有一層N+擴散層，所述N+擴散層
上生長有所述導熱絕緣層I。
進一步，所述硅襯底的背面還有由一層或多層金屬構成的散熱層。 各所述LED裸芯片之間串聯或并聯或串并聯組合連接。 所述導熱絕緣層I由氮化硅層或二氧化硅層或氮化硅層與二氧化硅層組
合構成，所述導熱絕緣層II由二氧化硅層構成。
所述金屬層的外表面為反光面，所述硅襯底為P型或N型，所述金屬層
為鋁或銅或硅鋁合金。
本實用新型的有益效果是由于本實用新型的帶靜電保護功能的LED芯 片中所述導熱絕緣層I與所述導熱絕緣層II之間設有至少一個由摻雜的多晶 硅構成的靜電保護二極管區(qū)，所述靜電保護二極管區(qū)包括多晶硅環(huán)I、多晶 硅環(huán)II，所述多晶硅環(huán)II位于中心圈及最外圈并與所述多晶硅環(huán)I互相間隔
嵌套設置，位于中心圈及最外圈的所述多晶硅環(huán)n分別與兩個分離的所述金 屬層相歐姆連接并由該兩個分離的所述金屬層分別引出陽極接點和陰極接
點，所述LED裸芯片、所述靜電保護二極管區(qū)通過所述金屬層相連接構成靜
電保護電路，由所述多晶硅環(huán)i、多晶硅環(huán)n構成的所述靜電保護二極管區(qū) 形成了一個或多個互相串聯的穩(wěn)壓二極管，形成的穩(wěn)壓二極管的數量越多，
所述LED芯片的耐高壓靜電性能越好，穩(wěn)壓二極管的個數應視所要保護的所 述LED裸芯片總的反向導通電壓而定， 一般是穩(wěn)壓二極管總的導通電壓應低 于所要保護的所述LED裸芯片總的反向導通電壓，但要大于所要保護的所述 LED裸芯片總的正向導通電壓，使得所述LED芯片在生產及使用過程中所產生的極性與所述LED裸芯片反向導通電壓極性相同的靜電能夠首先通過所述 靜電保護二極管區(qū)，而不會直接流過所述LED裸芯片，因此能夠防止其燒毀， 即本實用新型實質上形成了這樣一個靜電保護電路在所述陽極接點與所述 陰極接點間設有一個或多個互相串聯的穩(wěn)壓二極管，故本實用新型耐高壓靜 電性能好；
由于本實用新型的帶靜電保護功能的LED芯片中所述導熱絕緣層I與所 述導熱絕緣層II之間還設有由摻雜的多晶硅構成的電阻區(qū)，所述電阻區(qū)的一 端與所述陽極接點或所述陰極接點相歐姆連接，所述電阻區(qū)的另一端與一個 所述LED裸芯片所在的所述金屬層相歐姆連接，所述LED裸芯片、所述電 阻區(qū)及所述靜電保護二極管區(qū)通過所述金屬層相連接構成靜電保護電路，所 述電阻區(qū)形成的電阻具有對所述LED芯片延時導通作用，有利于高壓靜電的 泄放，在所述靜電保護二極管區(qū)的基礎上增加所述電阻區(qū)，使得本實用新型 的靜電保護電路在所述陽極接點與所述陰極接點間設有與各所述LED裸芯片 形成的LED組相串聯的延時電阻，因此能夠使所述LED芯片延時導通而提 高耐高壓靜電的能力，避免LED被燒毀及保證安全性，故本實用新型耐高壓 靜電性能更好;
由于本實用新型的帶靜電保護功能的LED芯片所述LED裸芯片、所述 電阻區(qū)及所述靜電保護二極管區(qū)通過所述金屬層相連接構成靜電保護電路， 各所述LED裸芯片之間可以串聯或并聯或串并聯組合連接，多個所述LED 裸芯片分布面積廣，發(fā)光效果更好，且制造成本比采用單顆面積較大的功率 型LED芯片更低；另外，本實用新型使用到集成電路的光刻、氧化、蝕刻等 技術，所以所述金屬層的尺寸比現有在線路板上直接安裝各LED的技術的金 屬層尺寸更小，其占用面積較小，可實現小芯片集成，以達到降低成本的目 的，故本實用新型成本低、易于集成；
由于本實用新型的帶靜電保護功能的LED芯片所述硅襯底上生成有導熱
絕緣層I，所述導熱絕緣層I上生成有導熱絕緣層II，所述導熱絕緣層II上
7沉積有金屬層，各所述LED裸芯片正裝或倒裝在所述金屬層上，所述LED 裸芯片通過與其相接的兩個所述焊球將熱量傳到所述金屬層或者通過襯底及 金屬線將熱量傳到所述金屬層，并通過所述導熱絕緣層II 、所述導熱絕緣層I 將熱量傳給所述硅襯底及所述散熱層，所述導熱絕緣層I由氮化硅層或二氧
化硅層或氮化硅層與二氧化硅層組合構成，所述導熱絕緣層II由二氧化硅層 構成，其導熱系數比一般導熱膠高數10倍至100多倍，同時所述導熱絕緣 層I、所述導熱絕緣層II的厚度薄，因此導熱性好，所述金屬層及所述散熱 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；
由于本實用新型的帶靜電保護功能的LED芯片所述金屬層的外表面為反 光面，所述LED裸芯片的PN結在底面發(fā)出的光線遇到所述金屬層會發(fā)生反 射，反射的光線又從正面射出，這樣從所述LED裸芯片的PN結的底面發(fā)出 的光得到了有效利用，減少了底面光的浪費，提高了發(fā)光效率，故本實用新 型發(fā)光效率高、正面出光強度高。
圖1是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的正面結構示意
圖2是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的電路原理圖3是圖1所示本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的A— A斷面結構示意圖4是圖3所示本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的B— B斷面結構示意圖5是本實用新型實施例二帶靜電保護功能的LED芯片的正面結構示意
圖6是本實用新型實施例二帶靜電保護功能的LED芯片的電路原理圖；圖7是圖5所示本實用新型實施例二帶靜電保護功能的LED芯片的C一 C斷面結構示意圖8是圖7所示本實用新型實施例二帶靜電保護功能的LED芯片的D— D斷面結構示意圖9是本實用新型實施例三帶靜電保護功能的LED芯片的正面結構示意
圖10是本實用新型實施例三帶靜電保護功能的LED芯片的電路原理圖11是圖9所示本實用新型實施例三帶靜電保護功能的LED芯片的E 一E斷面結構示意圖12是圖11所示本實用新型實施例三帶靜電保護功能的LED芯片的F 一F斷面結構示意圖13是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法中 步驟(a)完成后的斷面結構示意圖14、圖15是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造 方法中步驟(b)過程的斷面結構示意圖16是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法中 步驟(c)完成后的斷面結構示意圖17是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法中 步驟(d)完成后的斷面結構示意圖18是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法中 步驟(e)完成后的斷面結構示意圖19是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法中 步驟(f)完成后的斷面結構示意圖20是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法中 步驟(g)完成后的斷面結構示意圖21是本實用新型實施例一帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法中步驟(g')完成后的斷面結構示意圖。
具體實施方式
實施例一
如圖1 圖4所示，本實施例的帶靜電保護功能的LED芯片包括12個 LED裸芯片1和硅襯底2，所述LED裸芯片1為雙電極芯片，所述LED裸 芯片1包括藍寶石(A1203)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，所述硅襯底2上生成有導熱絕緣層I41，所述 導熱絕緣層I41由氮化硅層構成，氮化硅的導熱系數很高，其導熱系數比一 般導熱膠高100多倍，同時所述導熱絕緣層I41的厚度薄，因此導熱性好， 能夠起到良好的導熱及散熱作用，同時氮化硅的絕緣性好，使得本實用新型 的集成芯片的耐高壓性好，所述導熱絕緣層I 41上生成有導熱絕緣層I142， 所述導熱絕緣層I142由二氧化硅層構成，所述導熱絕緣層I142的二氧化硅的 導熱系數也較高，其導熱系數比一般導熱膠高數十倍，同時所述導熱絕緣層 1142的厚度薄，因此導熱性好，能夠起到良好的導熱及散熱作用，同時二氧 化硅的絕緣性好，使得本實用新型的集成芯片的耐高壓性好，所述導熱絕緣 層II42上沉積有金屬層6，所述金屬層6的外表面為反光面，所述金屬層6 為鋁，當然也可以采用銅或硅鋁合金，所述金屬層6既是電極、導電體，又 是LED的散熱片，還是底面光線的反光體，所述硅襯底2的背面還有由包含 鈦、鎳、銀材料構成的散熱層21，當然所述散熱層21也可以由一層金屬鋁 構成，各所述LED裸芯片1對應的所述P型外延層12、所述N型外延層ll 分別通過焊球倒裝焊接在兩個分離的所述金屬層6上，所述焊球為金球栓， 當然也可以為銅球栓或錫球，各所述LED裸芯片1之間通過所述金屬層6相 連接組成全串聯的電路，所述導熱絕緣層I 41與所述導熱絕緣層II42之間設有由摻雜的多晶硅構成的一個電阻區(qū)7及一個靜電保護二極管區(qū)，所述靜電 保護二極管區(qū)包括一個多晶硅環(huán)I9、兩個多晶硅環(huán)I15，兩個所述多晶硅環(huán) 115分別位于中心圈及最外圈并將所述多晶硅環(huán)I 9夾于中間，兩個所述多晶 硅環(huán)H5分別與兩個分離的所述金屬層6相歐姆連接并由該兩個分離的所述 金屬層6分別引出陽極接點80和陰極接點81，所述電阻區(qū)7的一端與所述 陰極接點81相歐姆連接，當然，也可以與所述陽極接點80相歐姆連接，所 述電阻區(qū)7的另一端與一個所述LED裸芯片1所在的所述金屬層6相歐姆連 接，位于中心圈的所述多晶硅環(huán)I15通過與其相歐姆連接的所述金屬層6直 接引出陰極接點81于與最外圈的所述多晶硅環(huán)I15相歐姆連接的所述金屬層 6之外，位于最外圈的所述多晶硅環(huán)115在與其相歐姆連接的所述金屬層6上 直接設置陽極接點80，各所述LED裸芯片1、所述電阻區(qū)7及所述靜電保護 二極管區(qū)通過所述金屬層6相連接構成靜電保護電路，由所述多晶硅環(huán)I 9、 多晶硅環(huán)I15構成的所述靜電保護二極管區(qū)形成了一個穩(wěn)壓二極管，使得通 過各所述LED裸芯片1的電流不致于燒毀芯片，所述多晶硅環(huán)I 9、多晶硅 環(huán)II5的數量越多，則形成的互相串聯的穩(wěn)壓二極管的數量越多，LED芯片 的耐高壓靜電性能越好，另外通過所述電阻區(qū)7形成的電阻具有對所述LED 芯片延時導通作用，有利于高壓靜電的泄放，即本實用新型實質上形成了這 樣一個靜電保護電路在所述陽極接點80與所述陰極接點81間設有一個穩(wěn) 壓二極管，且在所述陽極接點80與所述陰極接點81間設有與各所述LED裸 芯片1形成的LED組相串聯的延時電阻，因此能夠耐高壓靜電，避免LED 被燒毀及保證安全性，因此本實用新型帶靜電保護功能的LED芯片的耐高壓 靜電性能好，亦能起到在封裝過程中靜電保護的作用，防止漏電或短路。
當然，所述硅襯底2也可以為N型硅襯底，所述導熱絕緣層I 41也可以 由沉積的二氧化硅層或二氧化硅層與氮化硅層組合構成，各所述LED裸芯片 1之間也可以組成并聯或串并聯組合連接的電路。
如圖13 圖21、圖3所示，本實施例的帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法包括以下步驟
(a) 形成導熱絕緣層I ， 采用低壓化學氣相沉積法在所述硅襯底2的 正面沉積厚度為3500埃的氮化硅層，即形成所述導熱絕緣層I41，所述氮化 硅層的厚度范圍可控制在1000 6000埃，所述氮化硅層的厚度隨耐壓要求的 提高而增加，厚度一般是按照每100V耐壓需要1000埃的所述氮化硅層進行 控制，此步驟最后形成的斷面圖如圖13所示；當然，所述導熱絕緣層I41 也可以通過沉積二氧化硅形成，二氧化硅層的厚度范圍可控制在1500 8000 埃，所述二氧化硅層的厚度隨耐壓要求的提高而增加，厚度一般是按照每 100V耐壓需要1500埃的所述二氧化硅層進行控制；同理，所述導熱絕緣層I 41也可以由氮化硅層與二氧化硅層組合構成，其厚度范圍可按照上述規(guī)律進 行控制，比如先沉積形成400 8000埃的二氧化硅層再沉積形成厚度為 1000 6000埃的氮化硅層，或者先形成1000 6000埃的氮化硅層再形成厚 度為1500 8000埃的二氧化硅層；
(b) 形成多晶硅層及第一氧化層采用低壓化學氣相沉積法在所述導 熱絕緣層I 41上沉積厚度為7000埃的多晶硅層卯，所述多晶硅層90的厚度 范圍可控制在4000 8000埃，如圖14所示；然后用離子注入機在50 100keV 的能量下將1 X 1011 5 X 1014/(^12劑量的P型雜質硼離子或二氟化硼離子注入 所述多晶硅層90，再在氧化爐管內采用濕氧法在90(TC 1100'C的高溫下驅 入，驅入同時熱氧化生長出厚度為2000埃的第一氧化層43，所述第一氧化 層43的厚度范圍可控制在1000 3000埃，此步驟最后形成的斷面圖如圖15 所示；
(c) 形成阻擋層在光刻機上利用阻擋層掩模版進行光刻，再用含HF 的腐蝕液對所述第一氧化層43的光刻圖形部分進行蝕刻，去除所述光刻圖形 部分內的所述第一氧化層43，剩余的所述第一氧化層43構成阻擋層，此步 驟最后形成的斷面圖如圖16所示；
(d) 形成電阻區(qū)及靜電保護二極管區(qū)用離子注入機在50 80keV的能量下將1 X 10" 5X 1015/(^2劑量的N型雜質砷離子注入所述多晶硅層90 內，當然也可以注入磷離子或者在擴散爐管內將磷離子N型重摻雜注入所述 多晶硅層90內，然后在光刻機上利用多晶硅層掩模版進行光刻，再用濕法或 干法蝕刻工藝對所述多晶硅層90的光刻圖形部分進行蝕刻，最終剩余的多晶 硅形成所述電阻區(qū)7及由所述多晶硅環(huán)I 9、多晶硅環(huán)I15構成的所述靜電保 護二極管區(qū)，由多晶硅形成的所述電阻區(qū)7的阻值一般為20 40Q/口，如果 需要100Q的電阻，則所述電阻區(qū)7的長寬比一般為2.5: 1 5: 1，此步驟 最后形成的斷面圖如圖17所示；
(e) 形成導熱絕緣層II:在擴散爐管內在900°C 1100°C高溫下采用濕 氧法將砷離子或磷離子驅入所述多晶硅區(qū)I15內，驅入同時熱氧化生長出厚 度為2000埃的第二氧化層，所述第二氧化層的厚度范圍可控制在1000 8000 埃，使得所述第二氧化層與所述阻擋層結合在一起形成所述導熱絕緣層1142 并將所述多晶硅區(qū)I9、所述多晶硅區(qū)II5包覆在內部；當然，也可以采用低 壓化學氣相沉積法沉積厚度為6000 15000埃的第二氧化層，使得所述第二 氧化層與所述阻擋層結合在一起形成所述導熱絕緣層I142并將所述電阻區(qū)7
及所述靜電保護二極管區(qū)包覆在內部，此步驟最后形成的斷面圖如圖18所
(f) 形成接觸孔在光刻機上利用接觸孔光刻版進行光刻，再用干法 或濕法蝕刻工藝對所述導熱絕緣層I142進行蝕刻，形成位于中心圈及最外圈 的所述多晶硅環(huán)I15內的接觸孔51及位于所述電阻區(qū)7的兩端頭的接觸孔 71，此步驟最后形成的斷面圖如圖19所示；
(g) 形成金屬層以濺射或蒸鍍的方法沉積厚度為20000埃的金屬層， 所述金屬層的厚度范圍可控制在5000 40000埃，然后在光刻機上利用金屬 光刻掩模版進行光刻，再用半導體工藝常用的干法蝕刻工藝對金屬層進行蝕 刻，當然，也可以采用濕法蝕刻對金屬層進行蝕刻，蝕刻后剩余的金屬層與 所述電阻區(qū)7、所述靜電保護二極管區(qū)共同構成靜電保護電路，此步驟最后形成的斷面圖如圖20所示；
(g')形成散熱層先將所述硅襯底2的背面用研磨的方法減薄，將所
述硅襯底2的厚度由400 650微米減薄至200 250微米，以提高散熱能力， 再用金屬濺射或蒸鍍的方法沉積一層鋁金屬層或包含鈦、鎳、銀材料的多層 金屬層于所述硅襯底2的背面，形成所述散熱層21，此步驟最后形成的斷面 圖如圖21所示；
(h) LED裸芯片封裝對于每個所述LED裸芯片1，植金球栓于兩個 分離的所述金屬層6上，再通過超聲鍵合將各所述LED裸芯片1倒裝在金球 栓上，當然金球栓也可以釆用銅球栓或錫球代替，當采用錫球時，需通過回 流焊將各所述LED裸芯片1倒裝在錫球上，此步驟最后形成的斷面圖如圖3 所示。
實施例二-
如圖5 圖8所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于本實施例的帶靜
電保護功能的LED芯片中所述LED裸芯片1為單電極芯片，所述LED裸芯 片1包括砷化鎵(GaAs)襯底IO和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，各所述LED裸芯片 1正裝在各所述金屬層6上并通過所述金屬層6相連接組成全串聯的LED電 路，所述襯底10用銀漿或錫粘合在所述金屬層6上，所述LED裸芯片1的 電極接點通過一根金屬線焊接在相鄰的一個所述金屬層6上。所述硅襯底2 的正面向內擴散有一層N+擴散層3，所述N+擴散層3上生長有所述導熱絕 緣層141。所述靜電保護二極管區(qū)有兩個，每個所述靜電保護二極管區(qū)包括 兩個所述多晶硅環(huán)I9、三個多晶硅環(huán)I15，即每個所述靜電保護二極管區(qū)形 成了極性為N+PN+PN+的穩(wěn)壓二極管組，兩個所述穩(wěn)壓二極管組分別接于由 所述電阻區(qū)7形成的延時泄放電阻的兩側的正負極之間，其耐高壓性能更好。
本實施例的帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法在步驟(a)之前還 包括以下步驟(aO)形成N+擴散層在高溫擴散爐管內在900°C 1000°C
14下對所述硅襯底2的正面摻雜N型雜質磷，形成內阻為10 40Q/口的所述 N+擴散層3，當然，也可以用離子注入法將雜質磷離子或砷離子注入所述硅 襯底2中，再在高溫下驅入所述硅襯底2; 相應的步驟(a)如下
(a)形成導熱絕緣層I :將所述硅襯底2在氧化爐管內在900°C 1100 'C高溫下采用濕氧法熱氧化生長出厚度為5000埃的二氧化硅層，即形成所述 導熱絕緣層I41，所述二氧化硅層的厚度范圍可控制在3000 8000埃，所述 二氧化硅層的厚度隨耐壓要求的提高而增加，厚度一般是按照每100V耐壓 需要1500埃的所述二氧化硅層進行控制；同理，所述導熱絕緣層I41也可 以由二氧化硅層與氮化硅層組合構成，其厚度范圍可參照實施例一進行控制； 相應的步驟(h)如下
(h)LED裸芯片封裝將各所述LED裸芯片1的所述襯底IO用銀漿或 錫粘合在所述金屬層6上，再根據串并聯的需要將連接所述LED裸芯片1的 電極接點通過一根金屬線焊接在相鄰的一個所述金屬層6上。
本實施例其余特征同實施例一。
實施例三
如圖9 圖12所示，本實施例與實施例二的不同之處在于所述LED 裸芯片1為雙電極芯片，所述襯底10為氧化鋁(藍寶石，A1203)襯底，所 述P型外延層12、所述N型外延層11通過兩根金屬線分別焊接在相鄰的兩 個分離的所述金屬層6上。所述電阻區(qū)7有兩個，兩個所述電阻區(qū)7的一端 分別與所述陽極接點80、所述陰極接點81相歐姆連接，兩個所述電阻區(qū)7 的另一端之間接入串聯的所述LED裸芯片1，每個所述靜電保護二極管區(qū)形 成了極性為N+PN+PN+的穩(wěn)壓二極管組，兩個所述穩(wěn)壓二極管組并聯接于由 兩個所述電阻區(qū)7形成的延時導通電阻的兩側的正負極之間，其對所述LED 芯片具有延時導通作用，故耐高壓性能更好。兩個所述靜電保護二極管區(qū)的 位于中心圈的所述多晶硅環(huán)I15通過金屬線82、 83分別與所述陰極接點81及其對應的所述電阻區(qū)7的另一端相歐姆連接，即通過打線將兩個位于中心 圈的所述多晶硅環(huán)I15對應的所述金屬層6與一個所述電阻區(qū)7的兩端相對 應的所述金屬層6相短路連接，而使得位于最外圈的所述多晶硅環(huán)I15對應 的所述金屬層6呈完整的環(huán)狀。
本實施例的帶靜電保護功能的LED芯片的制造方法的步驟(h)如下 (h) LED裸芯片封裝將所述LED裸芯片1的所述襯底10用銀漿或錫 粘合在所述金屬層6上，再將所述P型外延層12、所述N型外延層11通過 兩根金屬線分別焊接在相鄰的兩個分離的所述金屬層6上。
本實施例其余特征同實施例二 。
本實用新型可廣泛應用于LED芯片領域。
1權利要求1、一種帶靜電保護功能的LED芯片，包括至少一個LED裸芯片(1)和硅襯底(2)，所述LED裸芯片(1)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)上生成有導熱絕緣層I(41)，所述導熱絕緣層I(41)上生成有導熱絕緣層II(42)，所述導熱絕緣層II(42)上沉積有金屬層(6)，各所述LED裸芯片(1)正裝或倒裝在所述金屬層(6)上，所述導熱絕緣層I(41)與所述導熱絕緣層II(42)之間設有至少一個由摻雜的多晶硅構成的靜電保護二極管區(qū)，所述靜電保護二極管區(qū)包括多晶硅環(huán)I(9)、多晶硅環(huán)II(5)，所述多晶硅環(huán)II(5)位于中心圈及最外圈并與所述多晶硅環(huán)I(9)互相間隔嵌套設置，位于中心圈及最外圈的所述多晶硅環(huán)II(5)分別與兩個分離的所述金屬層(6)相歐姆連接并由該兩個分離的所述金屬層(6)分別引出陽極接點(80)和陰極接點(81)，所述LED裸芯片(1)、所述靜電保護二極管區(qū)通過所述金屬層(6)相連接構成靜電保護電路。
2、 根據權利要求1所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述 導熱絕緣層I (41)與所述導熱絕緣層II (42)之間還設有由摻雜的多晶 硅構成的電阻區(qū)(7)，所述電阻區(qū)(7)的一端與所述陽極接點(80)或 所述陰極接點(81)相歐姆連接，所述電阻區(qū)(7)的另一端與一個所述 LED裸芯片(1)所在的所述金屬層(6)相歐姆連接，所述LED裸芯片(1)、所述電阻區(qū)(7)及所述靜電保護二極管區(qū)通過所述金屬層(6)相 連接構成靜電保護電路。
3、 根據權利要求1所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述 LED裸芯片(1)為雙電極芯片，各所述LED裸芯片(1)對應的所述P 型外延層(12)、所述N型外延層(11)分別通過焊球倒裝焊接在兩個分 離的所述金屬層(6)上，所述焊球為金球栓或銅球栓或錫球。
4、 根據權利要求1所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述LED裸芯片(1)為單電極芯片，所述襯底(10)為砷化鎵或碳化硅襯底，所述襯底(10)用銀漿或錫粘合在所述金屬層(6)上，所述LED裸芯片(1)的電極接點通過一根金屬線焊接在相鄰的一個所述金屬層(6)上。
5、 根據權利要求1所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述LED裸芯片(1)為雙電極芯片，所述襯底(10)為氧化鋁襯底，所述襯底(10)用銀漿或錫粘合在所述金屬層(6)上，所述P型外延層(12)、所述N型外延層(11)通過兩根金屬線分別焊接在相鄰的兩個分離的所述金屬層(6)上。
6、 根據權利要求1所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述硅襯底(2)的正面向內擴散有一層N+擴散層(3)，所述N+擴散層(3)上生長有所述導熱絕緣層I (41)。
7、 根據權利要求1所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述硅襯底(2)的背面還有由一層或多層金屬構成的散熱層(21)。
8、 根據權利要求1至7任意一項所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于各所述LED裸芯片(1)之間串聯或并聯或串并聯組合連接。
9、 根據權利要求1至7任意一項所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述導熱絕緣層I (41)由氮化硅層或二氧化硅層或氮化硅層與二氧化硅層組合構成，所述導熱絕緣層II (42)由二氧化硅層構成。
10、 根據權利要求1至7任意一項所述的帶靜電保護功能的LED芯片，其特征在于所述金屬層(6)的外表面為反光面，所述硅襯底(2)為P型或N型，所述金屬層(6)為鋁或銅或硅鋁合金。
專利摘要本實用新型公開了一種耐高壓靜電性能好的帶靜電保護功能的LED芯片。本實用新型包括LED裸芯片和硅襯底，硅襯底上依次生成有導熱絕緣層I(41)、導熱絕緣層II(42)，導熱絕緣層II(42)上沉積有金屬層(6)，各LED裸芯片正裝或倒裝在金屬層(6)上，導熱絕緣層I(41)與導熱絕緣層II(42)之間設有由摻雜的多晶硅構成靜電保護二極管區(qū)，靜電保護二極管區(qū)包括多晶硅環(huán)I(9)、多晶硅環(huán)II(5)，多晶硅環(huán)II(5)位于中心圈及最外圈并與多晶硅環(huán)I(9)互相間隔嵌套設置，LED裸芯片、靜電保護二極管區(qū)通過金屬層(6)相連接構成靜電保護電路。本實用新型可廣泛應用于LED芯片領域。
文檔編號H01L25/00GK201266609SQ200820189450
公開日2009年7月1日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權日2008年9月1日
發(fā)明者吳俊緯 申請人:廣州南科集成電子有限公司