发光二极管芯片的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种发光二极管芯片，接合于承载基板上。发光二极管芯片包括半导体磊晶结构以及至少一电极垫结构。半导体磊晶结构电性连接至承载基板。电极垫结构包括共晶层、阻挡层以及延展层。共晶层适于共晶接合于承载基板上。阻挡层配置于共晶层与半导体磊晶结构之间，以阻挡共晶层材料于共晶接合时扩散。延展层配置于共晶层与半导体磊晶结构之间，且延展层可具有至少一金属材料堆栈形成。延展层减少在共晶接合的过程中因基板随着加热的过程热胀冷缩而对发光二极管芯片产生的应力，避免电极垫结构产生裂缝，而维持发光二极管芯片的质量。
【专利说明】
发光二极管芯片
技术领域
[0001]本发明涉及一种发光二极管芯片。
【背景技术】
[0002]发光二极管(light-emitting d1de，LED)是藉由对半导体材料施加电流，以通过电子与电洞的结合将能量以光的形式释出。相较于传统光源，发光二极管具有低功率消耗、环保、使用寿命长及反应速率快等优势，使得当前发光二极管在照明领域及显示领域中受到极大的重视。
[0003]—般而言，发光二极管芯片常见的接合技术有打线(wire bonding，W/B)及覆晶(flip chip，F/C)等。其中，覆晶接合技术具有缩小芯片封装体积及缩短信号传输路径等优点，目前已经广泛应用于发光二极管芯片的封装。覆晶接合技术包括以直接键合(directbonding)的方式，将发光二极管芯片上的金属垫(pad)对准基板上的导电凸块。接着，通过例如回焊炉对发光二极管芯片与基板加热，来达成共晶(eutectic)接合的效果，使发光二极管芯片与基板上的电路电性连接。然而，在共晶接合的过程中，由于基板随着加热的过程热胀冷缩，而会对发光二极管芯片产生应力，导致金属垫产生裂缝。这样的裂隙将容易导致漏电的情形而使发光二极管芯片的质量降低。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种发光二极管芯片，其具有理想的质量。
[0005]本发明的发光二极管芯片接合于一承载基板上。发光二极管芯片包括一半导体磊晶结构以及至少一电极垫结构。电极垫结构将半导体磊晶结构电性连接至承载基板。电极垫结构包括一共晶层、一阻挡层以及一延展层。共晶层适于共晶(eutectic)接合于承载基板上。阻挡层配置于共晶层与半导体磊晶结构之间，以阻挡共晶层材料于共晶接合时扩散。延展层配置于共晶层与半导体磊晶结构之间，且延展层可具有至少一金属材料堆栈形成。延展层减少在共晶接合的过程中因基板随着加热的过程热涨冷缩而对发光二极管芯片产生的应力，避免电极垫结构产生裂缝，而维持发光二极管芯片的质量。
[0006]在本发明的一实施例中，上述的共晶层包含选自于金(Au)、金/锡(Au/Sn)以及锡/银/铜(Sn/Ag/Cu)所构成材料群组的至少一种材料。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的阻挡层包含选自于镍(Ni)、钛(Ti)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的延展层包含选自于金、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的发光二极管芯片还包括一附着层，配置于延展层与半导体磊晶结构之间。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的附着层包含选自于铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。
[0011]在本发明的一实施例中，上述的半导体磊晶结构包括一第一型半导体层、一第二型半导体层以及一发光层。发光层配置于第一型半导体层与第二型半导体层之间。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的第一型半导体层与第二型半导体层的其中之一个为P型半导体层，而另一个为N型半导体层。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的至少一电极垫结构为多个，并包括彼此独立的一第一电极垫结构以及一第二电极垫结构。第一型半导体层通过第一电极垫结构电性连接承载基板。第二型半导体层通过第二电极垫结构电性连接承载基板。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的发光二极管芯片还包括一生长基板。半导体磊晶结构形成于生长基板上，且半导体磊晶结构位于生长基板与多个电极垫结构之间。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的电极垫结构将第一型半导体层与第二型半导体层的其中一个电性连接承载基板。第一型半导体层与第二型半导体层的另一个通过一打线电性连接承载基板。
[0016]本发明的发光二极管芯片接合于一承载基板上，发光二极管芯片包括一半导体磊晶结构以及至少一电极垫结构。电极垫结构将半导体磊晶结构电性连接至承载基板。电极垫结构包括一共晶层以及一延展层。共晶层适于共晶接合于承载基板上。延展层配置于共晶层与半导体磊晶结构之间。延展层的材料与共晶层的材料不同，且延展层的厚度大于300纳米。
[0017]基于上述，本发明实施例的发光二极管芯片中，延展层配置于共晶层与半导体磊晶结构之间。延展层可具有至少一金属材料堆栈形成，以缓冲发光二极管芯片与基板的接合过程中所产生的应力。因此，本发明实施例的发光二极管芯片不容易因为基板热胀冷缩带来的应力，而造成内部存在裂缝。
[0018]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0019]图1A是本发明一实施例的发光二极管芯片接合于承载基板的示意图；
[0020]图1B是图1A实施例的发光二极管芯片的共晶层的一实施样态；
[0021]图1C是图1A实施例的发光二极管芯片的共晶层的另一实施样态；
[0022]图2是本发明另一实施例的发光二极管芯片的示意图；
[0023]图3是本发明又一实施例的发光二极管芯片共晶接合于承载基板的示意图；
[0024]图4是本发明再一实施例的发光二极管芯片接合于承载基板的示意图；
[0025]图5是本发明另一实施例的发光二极管芯片接合于承载基板的示意图；
[0026]图6A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图；
[0027]图6B是图6A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图；
[0028]图7A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图；
[0029]图7B是图7A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图；
[0030]图8A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图；
[0031]图8B是图8A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图；
[0032]图9A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图；
[0033]图9B是图9A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图。
[0034]附图标记:
[0035]50:承载基板
[0036]52:电路连接点
[0037]100、200、400、500、600、600&、60013、600。:发光二极管芯片
[0038]110、210、410、510:半导体磊晶结构
[0039]212、412:第一型半导体层
[0040]214、414:第二型半导体层
[0041]216、416:发光层
[0042]120、220、420、520、620、620a、620b、620c:电极垫结构
[0043]120a、220a、520a:第一电极垫结构
[0044]120b、220b、520b:第二电极垫结构
[0045]122、222、422、522、622、622&、62213、622。:共晶层
[0046]124、224、424:阻挡层
[0047]126、226、426、526、626、626&、62613、626(::延展层
[0048]HO:合金层
[0049]150:材料层
[0050]150a:第一材料层[0051 ]150b:第二材料层
[0052]228:附着层
[0053]230:绝缘层
[0054]240:电流阻挡层
[0055]250:电流分散层
[0056]260:金属电极层
[0057]260a、460a:第一金属电极层
[0058]260b、460b:第二金属电极层
[0059]270:生长基板
[0060]W:打线
【具体实施方式】
[0061]图1A是本发明一实施例的发光二极管芯片接合于承载基板的示意图，请参考图1A。发光二极管芯片100包括半导体磊晶结构110以及多个电极垫结构120，且发光二极管芯片100通过这些电极垫结构120接合于承载基板50上。半导体磊晶结构110的材料可以例如是氮化镓(GaN)、铟氮化镓(InGaN)或者是其他适于电致发光的半导体材料，本发明亦不对半导体磊晶结构110的材料加以限制。在本实施例中，电极垫结构120包括彼此独立的第一电极垫结构120a以及第二电极垫结构120b。第一电极垫结构120a以及第二电极垫结构120b的结构相同，且两个都是用以将半导体磊晶结构110电性连接至承载基板50。具体而言，第一电极垫结构120a以及第二电极垫结构120b两个可以连接至半导体磊晶结构110的同一导电型态的半导体层或是连接至不同导电型态不同半导体层。
[0062]承载基板50例如是电路板或是导电基板，且承载基板50上配置有相对应于电极垫结构120 (第一电极垫结构120a、第二电极垫结构120b)所在位置的电路接点(未显示)。当发光二极管芯片100通过电极垫结构120而接合于承载基板50上之后，半导体磊晶结构110可根据电路接点传递而来的电流而被驱动并且发光。在一些实施例中，电极垫结构120的数量可以依据半导体磊晶结构的设计，以及依据承载基板50上的电路设计而改变，本发明并不对电极垫结构120的数量加以限制。也就是说，电极垫结构120亦可以是单一个或者是至少二个以上。
[0063]电极垫结构120是一个多层结构且包括共晶层122、阻挡层124以及延展层126。阻挡层124配置于共晶层122与半导体磊晶结构110之间，而延展层126配置于阻挡层124与半导体磊晶结构110之间。以本实施例而言，第一电极垫结构120a与第二电极垫结构120b的制作方式可以是在半导体磊晶结构110上依序形成延展层126、阻挡层124与共晶层122的复合材料层，接着将此复合材料层图案化而形成彼此独立的第一电极垫结构120a与第二电极垫结构120b。因此，第一电极垫结构120a与第二电极垫结构120b具有相同的叠层结构。
[0064]共晶层122适于共晶(eutectic)接合于承载基板50上。例如，在通过覆晶技术(flip-chip)将发光二极管芯片100接合于承载基板50的过程中，共晶层122因加热到共晶点(eutectic point)，例如是摄氏(°C )285度，而与承载基板50上的电路接点(未显示)接合。具体而言，为了使共晶层122在加热过程中易于达到共晶点而与承载基板50接合，共晶层122的材料包含选自于金(Au)、金/锡(Au/Sn)以及锡/银/铜(Sn/Ag/Cu)所构成材料群组的至少一种材料。
[0065]图1B是图1A实施例的发光二极管芯片的共晶层的一实施样态，而图1C是图1A实施例的发光二极管芯片的共晶层的另一实施样态。请先参考图1B，在本实施例中，共晶层122还可包含至少一合金层140及至少一材料层150，且材料层150设置于相邻二合金层140之间。另外，请参考图1C，在本实施例中，材料层可由至少一第一材料层150a及至少一第二材料层150b堆栈组合，并设置于至少一合金层140上。具体而言，合金层140的材料包含选自于金/锡(Au/Sn)或锡/银/铜(Sn/Ag/Cu)所构成材料群组的至少一种材料的合金。另外，在图1B的实施例中，材料层150的材料包含选自于金、锡(Sn)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。在图1C的实施例中，第一材料层150a的材料包含选自于金、锡(Sn)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。第二材料层150b的材料包含选自于金、锡(Sn)、铝(Al)、镍(Ni))、钛(Ti)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。另外，至少在图1B以及图1C的实施例中，材料层150至少包含一合金层140所包含的一材质。接着，请继续参考图1A，共晶层122除了可以选自上述的共晶层122材料外，其亦可选自其他适合与承载基板50通过加热而形成共晶接合的材料，本发明并不以此为限。
[0066]阻挡层124用以阻挡共晶层122的材料于共晶接合时的扩散。举例而言，阻挡层124可用以阻挡共晶层122材料于共晶接合时扩散而进入半导体磊晶结构110，以避免半导体磊晶结构110在共晶接合的过程中，受到共晶层122材料的污染。一般而言，为了使阻挡层124能在制程温度达到共晶层122的共晶点温度时，依然具有良好的阻挡效果，阻挡层124的材料包含选自于金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料或堆栈组成。此外，阻挡层124除了可以选自上述的阻挡层124材料外，其亦可对应于共晶层122的材料，而选用其他适于阻挡共晶层122材料扩散的材料。本发明并不限制共晶层122以及阻挡层124的材料。
[0067]在本实施例中，延展层126配置于阻挡层124与半导体磊晶结构110之间。延展层126可具有至少一金属材料堆栈形成。延展层减少在共晶接合的过程中因基板随着加热的过程热胀冷缩而对发光二极管芯片产生的应力，避免金属垫产生裂缝，而维持发光二极管芯片的质量。具体而言，延展层126的材料包含选自于金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。此外，延展层126除了可以选自上述材料夕卜，亦可选自其他金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)以及铂(Pt)所构成材料的堆栈或部分周期性堆栈的至少一种材料的组合。另外，在一些实施例中，阻挡层124或延展层126可以例如是由重量百分比80%的金与重量百分比20%的锡组成，本发明并不以此设限。
[0068]—般而言，发光二极管芯片100与承载基板50的热膨胀系数(coeff icient ofthermal expans1n,CTE)不同。当发光二极管芯片100与承载基板50共晶接合的过程中，承载基板50因温度提升所增加的体积通常大于发光二极管芯片100所增加的体积，这使得承载基板50产生较发光二极管芯片100更明显的形变。因此，发光二极管芯片100的电极垫结构120承受到来自承载基板50因热胀冷缩所造成的应力。当上述应力过大时，电极垫结构120容易产生裂缝，进而使得发光二极管芯片100可能产生漏电的情形。
[0069]在本实施例中，由于发光二极管芯片100的电极垫结构120包括延展层126，且延展层126可具有至少一金属材料堆栈形成。因此，延展层126得以缓和承载基板50因热胀冷缩所造成的应力，以避免电极垫结构120产生裂缝。具体而言，在本实施例中，不容易因为承载基板50的热胀冷缩带来的应力，而造成发光二极管芯片100内部存在裂缝。
[0070]图2是本发明另一实施例的发光二极管芯片的示意图。请参考图2。发光二极管芯片200包括半导体磊晶结构210以及多个电极垫结构220，而电极垫结构220包括彼此独立的第一电极垫结构220a以及第二电极垫结构220b。另外，发光二极管芯片200可以进一步还包括绝缘层230、电流阻挡层240、透明导电层250、金属电极层260以及生长基板270。
[0071]具体而言，半导体磊晶结构210包括第一型半导体层212、第二型半导体层214以及发光层216。发光层216配置于第一型半导体层212与第二型半导体层214之间。具体而言，第一型半导体层212与第二型半导体层214其中一个为P型半导体层，而另一个为N型半导体层。也就是说，第一型半导体层212与第二型半导体层214为具有不同掺杂型态的两个半导体层。在一些实施例中，发光层216包括量子井(quantum wel I，QW)结构，或是多重量子井(multiple quantum well，MQW)。另外，半导体嘉晶结构210可以用以取代图1A的半导体嘉晶结构110。
[0072]在本实施例中，半导体磊晶结构210形成于生长基板270上。生长基板270的材料包含蓝宝石(sapphire)。然而在一些实施例中，其材料亦可以包含碳化娃(SiC)、娃(Si)或者其他适于作为半导体磊晶的基板的材料。另外，亦可以利用镭射剥离(laser ablat1n)或其他物理、化学方法，将生长基板270移除自发光二极管芯片200。
[0073]半导体磊晶结构210形成于生长基板270之后，电流阻挡层240、透明导电层250以及金属电极层260会依序制作于半导体磊晶结构210上，接着再形成绝缘层230与电极垫结构220。绝缘层230至少包覆半导体磊晶结构210且绝缘层230中设置有多个接触开口以让电极垫结构220电性连接至半导体磊晶结构210。
[0074]电流阻挡层240配置于第一型半导体层212上，而透明导电层250配置于第一型半导体层212上且覆盖电流阻挡层240。电流阻挡层240的材料例如包括二氧化硅(silicond1Xide，Si02)，或是其他具有电流阻挡作用的材料。电流阻挡层240具有特定的图案而暴露出第一型半导体层212的部分面积，而透明导电层250接触第一型半导体层212被电流阻挡层240暴露出来的此部分面积。因此，透明导电层250可以电性连接第一型半导体层212。透明导电层250用以将半导体磊晶结构210中的电流均匀分散，使发光层216的发光区域较大，且发光均勾度较佳。透明导电层250的材料例如包括氧化铟锡(indium tin oxide ,ITO)，或是其他具有电流分散作用的材料
[0075]金属电极层260则包括了电性连接第一型半导体层212的第一金属电极层260a以及电性连接第二型半导体层214的第二金属电极层260b。第一金属电极层260a接触于透明导电层250且电流阻挡层240的面积对应于第一金属电极层260a的面积。如此，电流阻挡层240可用以调整电流的流动方向，降低电流在第一金属电极层260a遮挡住的面积区域中流动，这有助于提升发光二极管芯片200的发光效率。金属电极层260 (第一金属电极层260a、第二金属电极层260b)的材料例如包括金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)以及铂(Pt)所构成材料的堆栈或部分周期性堆栈的至少一种材料的组合，或是其他电导率(electricconductivity)良好的材料，其中金属电极层260(第一金属电极层260a、第二金属电极层260b)的材料还可包含一镍(Ni)或钛(Ti)的材料，用以阻挡共晶接合的过程中，共晶层的锡(Sn)或金(Sn)的材料因扩散而导致的金属垫的裂缝，从而维持发光二极管芯片的质量。
[0076]另外，绝缘层230可以包括一布拉格反射镜(distributed Bragg ref lector ,DBR)结构，由相邻二不同折射层的材料交替排列组成周期结构、部分周期结构、渐变增加结构或渐变减少结构。也就是说，布拉格反射镜结构中至少一相邻的两个层会是由各自的厚度与材质组成且与反射波长范围有关。具体而言，布拉格反射镜结构可以将半导体磊晶结构210发出的光线反射出去。然而在一些实施例中，绝缘层230亦可以在具有绝缘性质的条件下，包含其他不同的结构特征，本发明并不以此为限。
[0077]在本实施例中，半导体磊晶结构210是水平式结构。电极垫结构220包括有连接于第一金属电极层260a的第一电极垫结构220a与连接于第二金属电极层260b的第二电极垫结构220b，而且第一电极电结构220a与第二电极电结构220b都是连接于半导体磊晶结构210的同一侧。此时，第一电极垫结构220a可以藉由连接于第一金属电极层260a与透明导电层250来电性连接至第一型半导体层212，而第二电极垫结构220b则藉由连接于第二金属电极层260b来电性连接至第二型半导体层214。
[0078]各个电极垫结构220(第一电极垫结构220a或第二电极垫结构220b)包括共晶层222、阻挡层224、延展层226以及附着层228，其中共晶层222、阻挡层224与延展层226可以相同于图1A的共晶层122、阻挡层124与延展层126。附着层228配置于延展层226与半导体磊晶结构210之间，用以确保各电极垫结构220与发光二极管芯片200的连接。具体而言，附着层228包含选自于镍(Ni)、钛(ti)、铬(Cr)以及铂(Pt)所构成材料群组的至少一种材料。
[0079]在本实施例中，第一电极垫结构220a与第二电极垫结构220b都用来接合至外部的承载基板(如图1A所示的承载基板50)。当上述电极垫结构220与承载基板共晶接合时，延展层226的设置得以缓和承载基板因热胀冷缩所造成的应力，以避免电极垫结构220产生裂缝。具体而言，在本实施例中，不容易因为承载基板因热胀冷缩带来的应力，而造成发光二极管芯片200质量不佳。
[0080]图3是本发明又一实施例的发光二极管芯片共晶接合于承载基板的示意图。请先参考图3，在本实施例中，发光二极管芯片100可以是图1A的发光二极管芯片100，其构件与功能皆可参考图1A的发光二极管芯片100相关叙述，在此不再赘述。另外，发光二极管芯片100也可以由发光二极管芯片200来取代。在本实施例中，发光二极管芯片100藉由一连接件52接合于承载基板50上，其中连接件52的材料包括金(Au)、锡(Sn)、金/锡(Au/Sn)以及锡/银/铜(Sn/Ag/Cu)所构成材料群组的至少一种材料。
[0081]图4是本发明再一实施例的发光二极管芯片接合于承载基板的示意图。请参考图
4。发光二极管芯片400与发光二极管芯片100的不同的处在于，发光二极管芯片400采垂直式结构，而发光二极管芯片100采水平式结构。具体而言，接合于承载基板50上的发光二极管芯片400包括半导体嘉晶结构410、电极垫结构420、第一金属电极层460a、第二金属电极层460b以及打线W。半导体磊晶结构410包括第一型半导体层412、第二型半导体层414以及夹于第一型半导体层412与第二型半导体层414之间的发光层416。第一金属电极层460a电性连接于第一型半导体层412，而第二金属电极层460b电性连接于第二型半导体层414。打线W将第一金属电极层460a电性连接承载基板50。电极垫结构420将第二金属电极层460b电性连接承载基板50。
[0082]在本实施例中，电极垫结构420是一个多层结构且包括共晶层422、阻挡层424以及延展层426。阻挡层424配置于共晶层422与半导体磊晶结构410之间，而延展层426配置于阻挡层424与半导体磊晶结构410之间。共晶层422、阻挡层424以及延展层426的材质以及物理性质可以参照图1A的实施例中共晶层122、阻挡层124以及延展层126的材质与性质。也就是说，多层结构设计的电极垫结构420有助于降低接合制程中因为制程温度变化导致电极垫结构420产生裂隙的机率，藉此提升发光二极管芯片400的质量。
[0083]图5是本发明另一实施例的发光二极管芯片接合于承载基板的示意图，请参考图
5。在本实施例中，发光二极管芯片500包括半导体磊晶结构510与电极垫结构520，其中电极垫结构520可以包括彼此独立的第一电极垫结构520a与第二电极垫结构520b。半导体磊晶结构510可以类似于图2的半导体磊晶结构210，且至少包括第一型半导体层、第二型半导体层以及发光层，其中第一电极垫结构520a与第二电极垫结构520b分别电性连接第一型半导体层与第二型半导体层。
[0084]在本实施例中，第一电极垫结构520a与第二电极垫结构520b各自具有由共晶层522与延展层526所组成的多层结构，其中延展层526配置于共晶层522与半导体磊晶结构510之间。另外，延展层526的材料与共晶层522的材料不同，且延展层526的厚度大于300纳米。换言之，发光二极管芯片500与发光二极管芯片100的主要差异在于，发光二极管芯片500的电极垫结构520不包括图1A的阻挡层。
[0085]举例而言，延展层526的材料可以是金、铝、镍或钛，而共晶层522的材料可以是金/锡。再举例而言，延展层526的材料可以是金、铝、镍或钛，而共晶层522的材料可以是锡/银/铜。另外，发光二极管芯片500亦可以利用如同图3的实施例所叙述的方式，将发光二极管芯片500共晶接合于承载基板50上。在本实施例中，当发光二极管芯片500与承载基板50共晶接合时，延展层526得以缓和承载基板50因热胀冷缩所造成的应力，而避免电极垫结构520产生裂缝。藉此，发光二极管芯片500的质量得以提升。在此，电极垫结构520的设计并不以仅包括共晶层522与延展层526为限。在其他的实施例中，电极垫结构520除了共晶层522与延展层526外，还可以在半导体磊晶结构510与延展层526之间设置有图2中所记载的附着层228。另外，本实施例的电极垫结构520也可以应用于图4中的发光二极管芯片400，以取代发光二极管芯片400中的电极垫结构420。
[0086]图6A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图，而图6B是图6A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图。请同时参考图6A以及图6B。在本实施例中，发光二极管芯片600可以选自图1A的发光二极管芯片100、图2的发光二极管芯片200或是图5的发光二极管芯片500，其构件与功能皆可参考前述的发光二极管芯片相关叙述，在此不再赘述。另外，图6A以及图6B并未显示承载基板50。在本实施例中，发光二极管芯片600具有二个电极垫结构620。这些电极垫结构620的表面面积小于发光二极管芯片600的表面面积。另外，电极垫结构620的延展层626与共晶层622具有相同的面积且延展层626与共晶层622的形状也彼此对应。具体而言，一电极垫结构620与另一电极垫结构620各别电性连接第一型半导体层及第二型半导体层，且电极垫结构620的面积可与另一电极垫结构620的面积相同或不相同，电极垫结构620的形状可与另一电极垫结构620的形状相同或不相同，本发明并不以此为限。因此，图6A中仅可以观看到共晶层622。在一些实施例中，电极垫结构620可还包括如同图1A的阻挡层、图2的附着层228或上述两个。
[0087]图7A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图，而图7B是图7A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图。请同时参考图7A以及图7B。在本实施例中，发光二极管芯片600a类似于图6A的发光二极管芯片600，构件与功能皆可参考图6A的发光二极管芯片600相关叙述。发光二极管芯片600a和发光二极管芯片600的差异在于，在发光二极管芯片600a的各电极垫结构620a中，共晶层622a的面积小于延展层626a的面积，且单一个延展层626a的区块上设置有三个共晶层622a的区块或至少一共晶层622a的区块。具体而言，共晶层622a的区块具有相同或不相同的面积或形状，且共晶层622a的区块设置于延展层626a上。这些共晶层622a藉由延展层626a电性连接半导体磊晶结构。
[0088]图8A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图，而图SB是图8A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图。请同时参考图8A以及图8B。在本实施例中，发光二极管芯片600b类似于图6A的发光二极管芯片600，构件与功能皆可参考图6A的发光二极管芯片600相关叙述。发光二极管芯片600b和发光二极管芯片600的差异在于，发光二极管芯片600b具有四个电极垫结构620b。另外，电极垫结构620b的延展层626b与共晶层622b具有相同面积，并且两个的形状也相应。因此，图8A中仅可以观看到共晶层
622bo
[0089]图9A是本发明一实施例的发光二极管芯片中电极垫结构的上视示意图，而图9B是图9A的实施例的电极垫结构中延展层与共晶层的爆炸示意图。请同时参考图9A以及图9B。在本实施例中，发光二极管芯片600c类似于图8A的发光二极管芯片600b，构件与功能皆可参考图8A的发光二极管芯片600b相关叙述。发光二极管芯片600c和发光二极管芯片600b的差异在于，在发光二极管芯片600c的各电极垫结构620c中，共晶层622c区分成四个区块，配置在同一个延展层626c的四个角落。此外，共晶层622a的面积小于延展层626a的面积。
[0090]值得注意的是，上述图式所显示的发光二极管芯片的示意图仅为本发明一些实施例的实施样态，而非用以限制本发明。本发明实施例的发光二极管芯片可依据不同的芯片设计以及电路设计，对电极垫结构的配置位置、面积、形状等条件作调整。另外，发光二极管芯片也可以依不同设计需求而加入其他材料层(例如是阻挡层)。
[0091]综上所述，本发明实施例的发光二极管芯片中将延展层设置于电极垫结构中来缓冲接合过程中因为温度变化所产生的应力。因此，本发明实施例的发光二极管芯片不容易因为基板热胀冷缩带来的应力，而造成内部存在裂缝。换言之，本发明实施例的发光二极管芯片可以具有理想的质量。
[0092]虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。
【主权项】
1.一种发光二极管芯片，其特征在于，接合于一承载基板上，所述发光二极管芯片包括: 一半导体磊晶结构；以及 至少一电极垫结构，将所述半导体磊晶结构电性连接至所述承载基板，且所述电极垫结构包括: 一共晶层，适于共晶接合于所述承载基板上； 一阻挡层，配置于所述共晶层与所述半导体磊晶结构之间，；以及 一延展层，配置于所述阻挡层与所述半导体磊晶结构之间。2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述共晶层包含选自于金、金/锡以及锡/银/铜所构成材料群组的至少一种材料。3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述阻挡层包含选自于镍、钛以及铂所构成材料群组的至少一种材料。4.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述延展层包含选自于金、银、铝、镍、钛、铬以及铂所构成材料群组的至少一种材料。5.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，还包括一附着层，配置于所述延展层与所述半导体磊晶结构之间。6.根据权利要求5所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述附着层包含选自于镍、钛、铬以及铂所构成材料群组的至少一种材料。7.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述至少一电极垫结构为多个，并包括彼此独立的一第一电极垫结构以及一第二电极垫结构。8.—种发光二极管芯片，其特征在于，接合于一承载基板上，所述发光二极管芯片包括: 一半导体磊晶结构；以及 至少一电极垫结构，将所述半导体磊晶结构电性连接至所述承载基板，且所述电极垫结构包括: 一共晶层，适于共晶接合于所述承载基板上；以及 一延展层，配置于所述共晶层与所述半导体磊晶结构之间，其中所述延展层的材料与所述共晶层的材料不同，且所述延展层的厚度大于300纳米。9.根据权利要求8所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述共晶层包含选自于金、金/锡以及锡/银/铜所构成材料群组的至少一种材料。10.根据权利要求8所述的发光二极管电极垫，其特征在于，所述延展层包含选自于金、银、铝、镍、钛、铬以及铂所构成材料群组的至少一种材料。11.根据权利要求8所述的发光二极管电极垫，其特征在于，还包括一附着层，形成于所述延展层与所述发光二极管磊晶层之间。12.根据权利要求11所述的发光二极管电极垫，其特征在于，所述附着层包含选自于镍、钛、铬以及铂所构成材料群组的至少一种材料。13.根据权利要求8所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述至少一电极垫结构为多个，并包括彼此独立的一第一电极垫结构以及一第二电极垫结构。
【文档编号】H01L33/62GK105895772SQ201610089450
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月17日
【发明人】黄逸儒, 庄东霖, 沈志铭, 许圣宗, 黄冠杰, 黄靖恩, 丁绍滢
【申请人】新世纪光电股份有限公司