一种单电极LED芯片的制作方法及芯片结构技术

本发明专利技术公开了一种单电极LED芯片的制作方法，通过将N电极生长在蓝宝石衬底的背面，有效降低电极面积所占有效发光面积的比例，提高材料的利用率，减少工艺流程。同时由于芯片的正面仅有单一P电极，能有效优化芯片封装时的打线过程，并节省电极焊接线。芯片背面的N电极，通过导电胶与封装体焊接，有效降低电焊接线的接触不良、断线等问题，提高芯片质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种单电极LED芯片的制作方法，通过将N电极生长在蓝宝石衬底的背面，有效降低电极面积所占有效发光面积的比例，提高材料的利用率，减少工艺流程。同时由于芯片的正面仅有单一P电极，能有效优化芯片封装时的打线过程，并节省电极焊接线。芯片背面的N电极，通过导电胶与封装体焊接，有效降低电焊接线的接触不良、断线等问题，提高芯片质量。【专利说明】一种单电极LED芯片的制作方法及芯片结构
本专利技术属于LED芯片制造
，具体涉及一种单电极LED芯片的制作方法及芯片结构。
技术介绍
LED芯片也称为LED发光芯片，是LED灯的核心组件，也就是指的P_N结。其主要功能是:把电能转化为光能，芯片的主要材料为单晶硅，半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在他里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，他们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。 LED芯片制作流程一般包括:外延片的制作(即镀膜)，在外延片上做电极，后用激光机切割外延片形成芯片。 LED芯片的衬底一般根据设备和LED器件的需求进行选择，目前市场上一般有三种材料可作为衬底，蓝宝石(Al2O3),硅(Si)，碳化硅(SiC)。由于蓝宝石是一种绝缘体无法制作垂直结构的器件，通常只能在外延层上表面制作N型和P型电极。在上表面上制作两个电极造成了有效发光面积的减少的问题，同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀等工艺过程，使得材料利用率降低，成本增加，而且封装打线过程复杂，易出现电极焊接线接触不良、断线等异常问题。 因此，鉴于以上问题，有必要提出一种新型的芯片制作方法，可实现在蓝宝石衬底的两面制作电极，有效降低电极面积所占有效发光面积的比例，提高材料的利用率，减少工艺流程，优化芯片封装时的打线过程，降低焊接线接触不良断线等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种单电极LED芯片的制作方法通过将N电极生长在蓝宝石衬底的背面，有效降低电极面积所占有效发光面积的比例，提高材料的利用率，减少工艺流程，同时由于芯片的正面仅有单一 P电极，能有效优化芯片封装时的打线过程，并节省电极焊接线，降低封装时焊接线接触不良断线等问题，提高芯片质量。 根据本专利技术的目的提出的一种单电极LED芯片的制作方法，LED芯片的衬底为蓝宝石，所述LED芯片的P电极与N电极分别位于芯片的两侧，具体制作步骤如下: S1:外延层制作:通过MOCVD在蓝宝石衬底上生长GaN外延层，包括依次位于衬底上的N-GaN层、发光层MQW与P-GaN层； S2:制作Mesa区域:通过光刻胶保护、电感耦合等离子体干时刻机台蚀刻、光刻胶去除的方法在外延层上刻蚀得到所需的区域； S3:透明导电层制作:通过电子束蒸发或磁控溅射方式沉积ITO薄膜后，再通过光亥IJ、刻蚀步骤得到芯片所需的透明导电层； S4 =S12保护层、P电极制作:通过PECVD沉积S12保护层，并通过光刻、蒸镀、剥离的方式制作S12保护层、P电极； S5:导入高温胶带； S6:制作N电极:通过蒸镀方式，在芯片背面蒸镀导电材料层，且导电材料层向上延伸与N-GaN层相接触形成N电极。 优选的，所述N电极为环绕于衬底与N-GaN层周边的环绕型电极。 优选的，步骤S4中，首先在Mesa区域及透明导电层上蒸镀生长S12保护层，然后在透明导电层上方部分区域通过光刻、刻蚀、剥离步骤去除部分S12保护层得到P电极的制作区域，在该制作区域内制作P电极。 优选的，步骤S4中，首先在透明导电层上侧制作P电极，之后在Mesa区域及透明导电层上蒸镀生长S12保护层，最终通过打磨减薄S12保护层使得P电极上表面暴露在外。 优选的，在步骤S5之前还包括芯片处理步骤，将芯片减薄、切割，扩膜处理。 优选的，步骤S5中，高温胶带粘附于芯片的上面，在导入高温胶带前，将芯片背面朝上设置。 一种单电极LED芯片结构，所述芯片包括由下至上依次设置的蓝宝石衬底、外延层、透明导电层与Si02保护层，所述透明导电层上设置有P电极，所述衬底的背面生长有N电极；所述外延层包括依次位于衬底上的N-GaN层、发光层MQW与P-GaN层；所述N电极包覆于衬底周边并向上延伸与N-GaN层至少部分接触。 与现有技术相比，本专利技术公开的单电极LED芯片的制作方法及芯片结构的优点是: 通过将N电极生长在蓝宝石衬底的背面，有效降低电极面积所占有效发光面积的比例，提高材料的利用率，减少工艺流程。 同时由于芯片的正面仅有单一 P电极，能有效优化芯片封装时的打线过程，并节省电极焊接线。 芯片背面的N电极，通过导电胶与封装体焊接，有效降低电焊接线的接触不良、断线等问题，提闻芯片质量。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为LED芯片的截面图。 图2为LED芯片的俯视图。 图3为LED芯片蒸镀示意图。 图中的数字或字母所代表的相应部件的名称: 1、衬底2、N_GaN层3、发光层4、P_GaN层5、透明导电层6、P电极7、N电极8、Si02保护层9、高温胶带 【具体实施方式】 LED芯片的衬底一般根据设备和LED器件的需求进行选择，目前市场上一般有三种材料可作为衬底，蓝宝石(Al2O3),硅(Si)，碳化硅(SiC)。由于蓝宝石是一种绝缘体无法制作垂直结构的器件，通常只能在外延层上表面制作N型和P型电极。在上表面上制作两个电极造成了有效发光面积的减少的问题，同时增加了器件制造中的光刻和刻蚀工艺过程，使得材料利用率降低，成本增加，而且封装打线过程复杂，易出现电极焊接线接触不良、断线等异常问题。 本专利技术针对现有技术中的不足，提供了一种单电极LED芯片的制作方法及芯片结构，通过将N电极生长在蓝宝石衬底的背面，有效降低电极面积所占有效发光面积的比例，提高材料的利用率，减少工艺流程，同时由于芯片的正面仅有单一 P电极，能有效优化芯片封装时的打线过程，并节省电极焊接线，降低封装时焊接线接触不良断线等问题，提高芯片质量。 根据本专利技术的目的提出的一种单电极LED芯片的制作方法，LED芯片的衬底为蓝宝石，所述LED芯片的P电极与N电极分别位于芯片的两侧，具体制作步骤如下: S1:外延层制作:通过MOCVD在蓝宝石衬底上生长GaN外延层，包括依次位于衬底上的N-GaN层、发光层MQW与P-GaN层； S2:制作Mesa区域:通过光刻胶保护、电感耦合等离子体干时刻机台蚀刻、光刻胶去除的方法在外延层上刻蚀得到所需的区域； S3:透明导电层制作:通过电子束蒸发或磁控溅射方式沉积ITO薄膜后，再通过光亥IJ、刻蚀步骤得到芯片所需的透明导电层； S4 =S12保护层、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单电极LED芯片的制作方法，其特征在于，LED芯片的衬底为蓝宝石，所述LED芯片的P电极与N电极分别位于芯片的两侧，具体制作步骤如下：S1：外延层制作：通过MOCVD在蓝宝石衬底上生长GaN外延层，包括依次位于衬底上的N‑GaN层、发光层MQW与P‑GaN层；S2：制作Mesa区域：通过光刻胶保护、电感耦合等离子体干时刻机台蚀刻、光刻胶去除的方法在外延层上刻蚀得到所需的区域；S3：透明导电层制作：通过电子束蒸发或磁控溅射方式沉积ITO薄膜后，再通过光刻、刻蚀步骤得到芯片所需的透明导电层；S4：SiO2保护层、P电极制作：通过PECVD沉积SiO2保护层，并通过光刻、蒸镀、剥离的方式制作SiO2保护层、P电极；S5：导入高温胶带；S6：制作N电极：通过蒸镀方式，在芯片背面蒸镀导电材料层，且导电材料层向上延伸与N‑GaN层相接触形成N电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立人，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：聚灿光电科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32