简单化倒装LED结构的CSP芯片的结构及制作方法技术

本申请公开简单化倒装LED结构的CSP芯片的结构及制作方法，方法包括：处理衬底、生长N型GaN层、生长发光层、生长P型GaN层、在P型GaN层表面进行ITO镀膜、图形化处理、干法刻蚀GaN外延层到N型GaN层、蒸镀N接触层并形成N型GaN层的欧姆接触层、生长ODR膜叠层、生长氧化硅介质膜层、生长DLC介质膜层、图形化处理使PN接触电极的电接触焊盘区裸露、制作PN金属电极焊盘形成倒装LED芯片组合、在各芯片的N型GaN层区域将芯片划裂分离形成多个单独的芯片、对各芯片用封装胶进行封装处理并固化、形成倒装LED芯片列阵的封装胶载体基片、完成倒装LED CSP芯片的分离、形成LED CSP芯片。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及LED光源的光电
，具体地说，涉及一种简单化倒装LED结构的CSP芯片的结构及制作方法。
技术介绍
蓝光LED(LightEmittingDiode，发光二极管)诞生以来，倒装结构LED(Flip-chipLED)第二次在产业界卷土从来，而且被一些人认为有可能成为LED结构的主流取代目前的正装结构和一直久而未成气候的垂直结构，其原因有：第一代Flip-chip芯片利用超声热压技术，通过在硅支撑热沉基板(Submount)上植的金球与Submount上的电极引出线互连。而目前的这种倒装结构LED省去了第一代的Submount，将倒装LED芯片的P、N大电极焊盘(比通常正装结构LED的焊盘大几倍的面积)直接焊接到在封装支架上、COB板、集成模组的基板上或灯具的载板上，贴片的方法是将倒装芯片直接共晶焊或用锡膏焊接。尤其是近期无基板芯片级封装(CSP)芯片出现以来省去了光源支架，固晶金属焊料进一步降低了系统热阻。倒装结构LED在热传导中避开了蓝宝石衬底引起的热阻，因此，与正装芯片相比，倒装芯片在对大电流的承载能力大大提高。与第一代Flip-chip相比，在真正意义上实现了无需植球或打线，制程简单化，降低了从芯片到封装的成本，缩短了产业链。但是，不足的是从芯片结构上来讲，目前倒装芯片的结构比传统的正装LED结构还是复杂很多。主要特点是：(1)P电极的欧姆接触层采用ITO(氧化铟锡)或银基金属，后者可兼作光反射镜。(2)反射镜也可采用ODR(Omni-DirectionalReflector)全向反射镜结构。(3)P，N电极采用双层布线和大电极结构，大电极结构是利用芯片的导热与外电路连接。(4)为防止在后续贴片焊接工序中导电焊料引起的芯片漏电影响，在芯片结构和制作中采用了对芯片侧壁深刻蚀到蓝宝石衬底，并用氧化硅作侧壁保护。所以目前倒装芯片的结构复杂。例如，正装LED制程一般需要4—5次光刻，而倒装需要7次光刻等等。成本、良率的控制和产能等均受到严重的影响，制约LED上游企业的量产投入。价格的高升，又制约了市场的接受度。因此，简化目前倒装芯片的结构是目前亟待解决的问题。此外，申请人在之前的2篇专利申请中提到了如何采用新的工艺方法对芯片进行封装以及如何对芯片进行集成封装的问题以及提出了相应的解决方法，具体参见申请号：201510130969.5，专利技术名称为：“发光器件的芯片级封装方法及结构”以及申请号：201610261522.6，专利技术名称为：“倒装LED芯片集成封装的光源组件结构及其制作方法”。
技术实现思路
有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种简单化倒装LED结构的CSP芯片的结构及制作方法。在倒装LED芯片结构中导入类金刚石介质膜DLC(Diamond-likecarbon)，省去深刻蚀工艺，并结合封装胶对倒装LED芯片侧壁作钝化保护，解决了现有技术中倒装结构LED的结构复杂、工艺制程复杂、成本高、严重影响产能等问题。为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：一种简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长N型GaN层、生长MQW发光层、生长P型GaN层、在所述P型GaN层表面进行ITO镀膜、图形化处理、干法刻蚀GaN外延层到N型GaN层、蒸镀N接触层并形成N型GaN层的欧姆接触层，还包括：在所述LED的欧姆接触层上交替生长氧化钛介质膜和氧化硅介质膜，形成由氧化钛介质膜和氧化硅介质膜组成的全向反射镜ODR膜叠层；在所述ODR膜叠层上生长一层厚度为2000A-5000A的氧化硅介质膜层；在所述氧化硅介质膜层上生长一层厚度为2000A-5000A的DLC介质膜层；利用光刻和干法刻蚀，对所述DLC介质膜层、所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层进行图形化处理，使得与所述ITO镀膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露；在所述P接触电极和所述N接触电极的电接触焊盘区上，利用光刻和蒸镀金属的方法，制作P金属电极焊盘和N金属电极焊盘，形成倒装LED芯片组合；利用激光切割方法，在所述倒装LED芯片组合中各芯片的N型GaN层的区域将所述各芯片划裂分离，形成多个单独的所述芯片；在具有粘性的耐受温度大于150°、且烘烤不变形的柔性过渡基膜上，按预先设计的所述芯片间隔要求规则排列所述多个单独的芯片，将每个所述芯片的P接触电极和N接触电极面粘贴在所述柔性过渡基膜的带胶面一侧，形成倒装LED芯片列阵；在所述柔性过渡基膜上设置围坝，在所述围坝内涂覆一定厚度的均匀的封装胶，并对所述封装胶进行固化；去除所述柔性过渡基膜，将固化后的所述封装胶作为所述倒装LED芯片列阵的封装胶载体基片；利用机械切割的方法完成倒装LEDCSP芯片的分离，形成多个单独的LED侧壁由封装胶保护的LEDCSP芯片。优选地，其中：生长所述氧化硅介质膜层和所述DLC介质膜层的方法为等离子化学气相沉积法。优选地，其中：利用光刻和干法刻蚀，对所述DLC介质膜层、所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层进行图形化处理，使得与所述ITO镀膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露，进一步为：利用反应离子刻蚀的方法，对所述DLC介质膜层、所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层上的指定的位置进行选择性刻蚀，使得与所述铟锡镀膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露。优选地，其中：所述封装胶，进一步为：掺有荧光粉的荧光胶。优选地，其中：所述封装胶保护的LEDCSP芯片，进一步为：所述封装胶对所述LED芯片的侧壁以及所述蓝宝石衬底的底部进行包封保护。一种简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长N型GaN层、生长MQW发光层、生长P型GaN层、在所述P型GaN层表面进行氧化铟锡镀膜、图形化处理、干法刻蚀GaN外延层到N型GaN层、蒸镀N接触层并形成N型GaN层的欧姆接触层，还包括：在所述LED的欧姆接触层上交替生长氧化钛介质膜和氧化硅介质膜，形成由氧化钛介质膜和氧化硅介质膜组成的全向反射镜ODR膜叠层；在所述ODR膜叠层上生长一层厚度为2000A-5000A的氧化硅介质膜层；利用光刻和干法刻蚀，对所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层进行图形化处理，使得与所述ITO膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露；在所述P接触电极和所述N接触电极的电接触焊盘区上，利用光刻和蒸镀金属的方法，制作P金属电极焊盘和N金属电极焊盘，形成倒装LED芯片组合；利用激光切割方法，在所述倒装LED芯片组合中各芯片的N型GaN层的区域将所述各芯片划裂分离，形成多个单独的所述芯片；在具有粘性的耐受温度大于150°、且烘烤不变形的柔性过渡基膜上，按预先设计的所述芯片间隔要求规则排列所述多个单独的芯片，将每个所述芯片的P接触电极和N接触电极面粘贴在所述柔性过渡基膜的带胶面一侧，形成倒装LED芯片列阵；在所述柔性过渡基膜上设置围坝，在所述围坝内涂覆一定厚度的均匀的封装胶，并对所述封装胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长N型GaN层、生长MQW发光层、生长P型GaN层、在所述P型GaN层表面进行ITO镀膜、图形化处理、干法刻蚀GaN外延层到N型GaN层、蒸镀N接触层并形成N型GaN层的欧姆接触层，还包括：在所述LED的欧姆接触层上交替生长氧化钛介质膜和氧化硅介质膜，形成由氧化钛介质膜和氧化硅介质膜组成的全向反射镜ODR膜叠层；在所述ODR膜叠层上生长一层厚度为2000A‑5000A的氧化硅介质膜层；在所述氧化硅介质膜层上生长一层厚度为2000A‑5000A的DLC介质膜层；利用光刻和干法刻蚀，对所述DLC介质膜层、所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层进行图形化处理，使得与所述ITO镀膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露；在所述P接触电极和所述N接触电极的电接触焊盘区上，利用光刻和蒸镀金属的方法，制作P金属电极焊盘和N金属电极焊盘，形成倒装LED芯片组合；利用激光切割方法，在所述倒装LED芯片组合中各芯片的N型GaN层的区域将所述各芯片划裂分离，形成多个单独的所述芯片；在具有粘性的耐受温度大于150°、且烘烤不变形的柔性过渡基膜上，按预先设计的所述芯片间隔要求规则排列所述多个单独的芯片，将每个所述芯片的P接触电极和N接触电极面粘贴在所述柔性过渡基膜的带胶面一侧，形成倒装LED芯片列阵；在所述柔性过渡基膜上设置围坝，在所述围坝内涂覆一定厚度的均匀的封装胶，并对所述封装胶进行固化；去除所述柔性过渡基膜，将固化后的所述封装胶作为所述倒装LED芯片列阵的封装胶载体基片；利用机械切割的方法完成倒装LED CSP芯片的分离，形成多个单独的LED侧壁由封装胶保护的LED CSP芯片。...

【技术特征摘要】
1.一种简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长N型GaN层、生长MQW发光层、生长P型GaN层、在所述P型GaN层表面进行ITO镀膜、图形化处理、干法刻蚀GaN外延层到N型GaN层、蒸镀N接触层并形成N型GaN层的欧姆接触层，还包括：在所述LED的欧姆接触层上交替生长氧化钛介质膜和氧化硅介质膜，形成由氧化钛介质膜和氧化硅介质膜组成的全向反射镜ODR膜叠层；在所述ODR膜叠层上生长一层厚度为2000A-5000A的氧化硅介质膜层；在所述氧化硅介质膜层上生长一层厚度为2000A-5000A的DLC介质膜层；利用光刻和干法刻蚀，对所述DLC介质膜层、所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层进行图形化处理，使得与所述ITO镀膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露；在所述P接触电极和所述N接触电极的电接触焊盘区上，利用光刻和蒸镀金属的方法，制作P金属电极焊盘和N金属电极焊盘，形成倒装LED芯片组合；利用激光切割方法，在所述倒装LED芯片组合中各芯片的N型GaN层的区域将所述各芯片划裂分离，形成多个单独的所述芯片；在具有粘性的耐受温度大于150°、且烘烤不变形的柔性过渡基膜上，按预先设计的所述芯片间隔要求规则排列所述多个单独的芯片，将每个所述芯片的P接触电极和N接触电极面粘贴在所述柔性过渡基膜的带胶面一侧，形成倒装LED芯片列阵；在所述柔性过渡基膜上设置围坝，在所述围坝内涂覆一定厚度的均匀的封装胶，并对所述封装胶进行固化；去除所述柔性过渡基膜，将固化后的所述封装胶作为所述倒装LED芯片列阵的封装胶载体基片；利用机械切割的方法完成倒装LEDCSP芯片的分离，形成多个单独的LED侧壁由封装胶保护的LEDCSP芯片。2.根据权利要求1所述简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，生长所述氧化硅介质膜层和所述DLC介质膜层的方法为等离子化学气相沉积法。3.根据权利要求1所述简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，利用光刻和干法刻蚀，对所述DLC介质膜层、所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层进行图形化处理，使得与所述ITO镀膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露，进一步为：利用反应离子刻蚀的方法，对所述DLC介质膜层、所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层上的指定的位置进行选择性刻蚀，使得与所述铟锡镀膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露。4.根据权利要求1所述简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，所述封装胶，进一步为：掺有荧光粉的荧光胶。5.根据权利要求1所述简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，所述封装胶保护的LEDCSP芯片，进一步为：所述封装胶对所述LED芯片的侧壁以及所述蓝宝石衬底的底部进行包封保护。6.一种简单化倒装LED结构的CSP芯片的制作方法，其特征在于，依次包括：处理蓝宝石衬底、生长N型GaN层、生长MQW发光层、生长P型GaN层、在所述P型GaN层表面进行氧化铟锡镀膜、图形化处理、干法刻蚀GaN外延层到N型GaN层、蒸镀N接触层并形成N型GaN层的欧姆接触层，还包括：在所述LED的欧姆接触层上交替生长氧化钛介质膜和氧化硅介质膜，形成由氧化钛介质膜和氧化硅介质膜组成的全向反射镜ODR膜叠层；在所述ODR膜叠层上生长一层厚度为2000A-5000A的氧化硅介质膜层；利用光刻和干法刻蚀，对所述氧化硅介质膜层和所述ODR膜叠层进行图形化处理，使得与所述ITO膜层欧姆接触的P接触电极的电接触焊盘区以及与所述N型GaN层欧姆接触的N接触电极的电接触焊盘区裸露；在所述P接触电极和所述N接触电极的电接触焊盘区上，利用光刻和蒸镀金属的方法，制作P金属电极焊盘和N金属电极焊盘，形成倒装LED芯片组合；利用激光切割方法，在所述倒装LED芯片组合中各芯片的N型GaN层的区域将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王良臣，苗振林，汪延明，周智斌，季辉，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43