一种含有反射层的LED倒装芯片及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种含有反射层的LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，所述衬底依次叠加有N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层，并蚀刻露出衬底上表面形成一沟槽；所述芯片表面形成贯穿阻挡层、反射层、P型层、发光层且与N型层连通的N电极孔；阻挡层和反射层外露表面形成P引线电极，N电极孔内形成与N型层导电连接的N引线电极，即N引线电极与P引线电极采用相同的材料同时沉积形成；并在N引线电极和P引线电极的表面及外围覆盖一层便于相互绝缘的第一绝缘层；N焊盘和P焊盘通过第一绝缘层上表面开设接触孔分别与N引线电极和P引线电极电连接；本发明专利技术还提供一种含有反射层的LED倒装芯片的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及半导体光电芯片
，尤其涉及一种含有反射层的LED倒装芯片及其制备方法。【
技术介绍
】通常，通过用金属有机化学汽相沉积(M0CVD)、分子束外延(MBE)或其它外延技术在蓝宝石、碳化硅或其它适当的衬底上外延地生长不同组成和掺杂剂浓度的半导体层的叠层来制造III族氮化物发光器件。该叠层常常包括用例如Si掺杂的在衬底上形成的一个或多个η型层、在形成于一个或多个η型层上的有源区中的一个或多个发光层、以及在有源区上形成的用例如Mg掺杂的一个或多个ρ型层。在η和ρ型区上形成电接触，常常将III族氮化物器件形成为倒置或倒装芯片器件，其中，在半导体结构的同一侧形成Ν和Ρ接触两者，并且从与接触相对的半导体结构的那侧提取光。常常使用银作为反射性ρ接触且已知其易受由机械应力、化学反应或电迀移引发的输运影响。例如，在图1Α中举例说明了具有银P接触的III族氮化物LED且在美国专利6，946，685中对其进行了描述。US 6,946,685教导了 “银电极金属化在存在湿气和电场(诸如，例如由于在器件的接触处施加工作电压而逐渐产生的场)的情况下经受电化学迀移。银金属化到器件的PN结的电化学迀移导致跨越结的交流旁路路径，其降低器件的效率。图1A举例说明包括半导体结构的发光器件，该半导体结构包括在II1-V族氮化物半导体的η型层120与III族氮化物半导体的P型层140之间的发光有源区130A。在ρ型层上沉积包括银金属的Ρ电极160，并将η电极(图1Α中未示出)与η型层藕合。提供了能够用来跨越所述电极施加电信号以引起来自有源区的光发射的手段，并且提供了用于防止银金属从Ρ电极朝向有源区的电化学迀移的迀移阻挡层175，其中，迀移阻挡层175是导电防护片;导电防护片完全包围银，覆盖银金属Ρ电极的边缘。而且，由金属构成的迀移阻挡层175通常为含有Ti或W的材料制成，然而Ti/W材料吸收可见光，所以覆盖Ag电极后露出的部分会形成〃黑边"10吸收可见光，从而降低LED的光效。在图1A所示的器件中，为了用导电防护片(迀移阻挡层175)密封银接触，迀移阻挡层完全包裹并密封银，反射性P电极160的边缘112与迀移阻挡层175的边缘之间的带称为〃黑带〃10;因为其不是如银P电极160—样是反射性的，光被黑带吸收会降低器件的效率。【
技术实现思路
】本专利技术的目的在于改善LED倒装芯片内部结构而提升LED的效率和亮度，提供一种含有反射层的LED倒装芯片及其制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是:—种含有反射层的LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，所述衬底自下至上依次层状叠加的设置有N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层，N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层采用蚀刻工艺露出衬底的上表面形成一沟槽，纵横设置的沟槽将衬底上的N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层分割成彼此相互绝缘独立的多个芯片;所述芯片表面形成贯穿阻挡层、反射层、Ρ型层、发光层且与Ν型层连通的Ν电极孔;所述芯片上层叠的阻挡层、反射层采用蒸镀及光刻工艺后与Ρ型层上表面之间形成台阶，所述阻挡层和反射层外露表面采用溅射或蒸镀工艺形成具有布线图案的Ρ引线电极，所述Ρ引线电极与阻挡层导电连接，所述Ρ引线电极覆盖阻挡层和反射层的四周侧壁面以及阻挡层的上表面;所述Ν电极孔内采用溅射或蒸镀工艺形成与Ν型层导电连接的Ν引线电极;所述Ν引线电极与Ρ引线电极采用相同的材料同时沉积形成;所述沟槽的表面、所述Ν电极孔与Ν引线电极之间所形成的间隙、Ν引线电极的上表面、以及Ρ引线电极的表面采用溅射或喷涂工艺覆盖有一层便于相互绝缘的第一绝缘层，所述第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有与Ν引线电极上表面贯通的Ν型接触孔，所述第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术还开设有与Ρ引线电极上表面贯通的Ρ型接触孔;所述Ν焊盘通过第一绝缘层设置的Ν型接触孔与Ν引线电极导电连接，所述Ρ焊盘通过第一绝缘层设置的Ρ型接触孔与Ρ引线电极导电连接，所述Ρ焊盘与Ν焊盘之间采用印刷和电镀技术相互绝缘。优选地，所述衬底为蓝宝石衬底，所述Ν型层为Ν型氮化镓层，所述Ρ型层为Ρ型氮化镓层。优选地，所述芯片表面均匀分布有多个Ν电极孔。优选地，所述Ρ焊盘与Ρ引线电极之间的第一绝缘层上均匀分布有多个便于两者导电连接的Ρ型接触孔。优选地，所述Ν引线电极为圆柱形状。优选地，所述1'1引线电极和？引线电极均采用0、六1、附、1';[、六11、？1:中一种材料或其中至少两种以上的合金制成。优选地，所述阻挡层采用T1、W、N1、Pt、Cr、Au中一种材料或其中至少两种以上的合金制成。—种含有反射层的LED倒装芯片的制备方法，包括以下步骤:步骤一，在蓝宝石衬底上，通过金属有机化合物化学气相沉淀方法，在蓝宝石衬底的上表面上生长外延层，所述外延层生长过程依次为:在蓝宝石衬底表面生长N型氮化镓层，在N型氮化镓层上生长发光层，在发光层上生长P型氮化镓层；步骤二，采用蒸镀及光刻工艺，依次覆盖反射层和阻挡层，所述反射层采用铝、银中一种材料或两者制成的合金材料，阻挡层采用不吸光并且能够有效地阻止反射层的金属材料迀移的材料制成；步骤三，通过对外延层采用ICP蚀刻工艺，在所述外延层形成沟槽，所述沟槽露出蓝宝石衬底的表面，使蓝宝石衬底上的外延层形成彼此相互绝缘独立的芯片，同时对芯片进行刻蚀，在所述芯片表面形成贯穿阻挡层、反射层、P型氮化镓层、发光层、直到停留在N型氮化镓层表面上的N电极孔，N电极孔的数量为多个并且在芯片表面均匀分布；步骤四，通过采用蒸镀及光刻工艺，在层叠的阻挡层、反射层与P型氮化镓层表面形成台阶；步骤五，通过溅射或蒸镀工艺，在阻挡层、反射层外露表面形成具有布线图案的P引线电极，同时在N电极孔内采用溅射或蒸镀工艺形成圆柱形N引线电极，所述N引线电极与N型氮化镓层电连接形成欧姆接触，所述P引线电极与阻挡层电连接，所述P引线电极覆盖阻挡层、反射层四周侧壁面以及阻挡层上表面，所述N引线电极和P引线电极采用相同材料并且同时沉积形成；步骤六，在芯片沟槽的表面、Ν电极孔与Ν引线电极之间所形成的间隙、以及Ρ引线电极的表面，采用溅射或喷涂工艺覆盖有一层厚度为lum?2.5um便于相互绝缘的第一绝缘层，所述第一绝缘层采用氮化铝、二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝、布拉格反射层DBR、硅胶、树脂或丙烯酸之其一制成；步骤七，采用光刻和蚀刻技术在第一绝缘层表面打孔，在第一绝缘层表面分别刻蚀出N型接触孔与P型接触孔，其中，N型接触孔与N引线电极表面相连通，P型接触孔与P引线电极表面相连通，所述芯片表面均匀分布有多个N型接触孔和多个P型接触孔；步骤八，在N引线电极、P引线电极的外露表面上、以及位于N引线电极和P引线电极彼此之间的第一绝缘层的表面上，通过印刷和电镀技术制造相互绝缘的N焊盘与P焊盘当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有反射层的LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，其特征在于：所述衬底自下至上依次层状叠加的设置有N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层，N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层采用蚀刻工艺露出衬底的上表面形成一沟槽，纵横设置的沟槽将衬底上的N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层分割成彼此相互绝缘独立的多个芯片；所述芯片表面形成贯穿阻挡层、反射层、P型层、发光层且与N型层连通的N电极孔；所述芯片上层叠的阻挡层、反射层采用蒸镀及光刻工艺后与P型层上表面之间形成台阶，所述阻挡层和反射层外露表面采用溅射或蒸镀工艺形成具有布线图案的P引线电极，所述P引线电极与阻挡层导电连接，所述P引线电极覆盖阻挡层和反射层的四周侧壁面以及阻挡层的上表面；所述N电极孔内采用溅射或蒸镀工艺形成与N型层导电连接的N引线电极；所述N引线电极与P引线电极采用相同的材料同时沉积形成；所述沟槽的表面、所述N电极孔与N引线电极之间所形成的间隙、N引线电极的上表面、以及P引线电极的表面采用溅射或喷涂工艺覆盖有一层便于相互绝缘的第一绝缘层，所述第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有与N引线电极上表面贯通的N型接触孔，所述第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术还开设有与P引线电极上表面贯通的P型接触孔；所述N焊盘通过第一绝缘层设置的N型接触孔与N引线电极导电连接，所述P焊盘通过第一绝缘层设置的P型接触孔与P引线电极导电连接，所述P焊盘与N焊盘之间采用印刷和电镀技术相互绝缘。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋振宇，陈顺利，莫庆伟，
申请(专利权)人：大连德豪光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21