倒装LED芯片及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种倒装LED芯片及其制备方法，提出的倒装LED芯片的制备方法具有免打线、散热性能好、电压低、亮度高、易封装等优势；相比较于其他倒装芯片，无需制备反射层、阻挡层、N链接层，使用设有图案的隔离层兼做反射层的作用，不需要制作面积大、厚度厚的PN焊接盘，制备方法简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
倒装LED芯片及其制备方法
本专利技术涉及LED制造领域，尤其涉及一种倒装LED芯片及其制备方法。
技术介绍
在传统的正装结构LED芯片中，P型GaN掺杂困难导致空穴载流子浓度低下和不易长厚而导致电流不易扩散，当前普遍采用在P型GaN表面制备超薄金属薄膜或ITO薄膜的方法使电流得以均匀扩散。但是金属薄膜电极层会吸收部分光，降低出光效率。如果将金属薄膜电极层厚度减薄反过来又限制电流扩散层在P型GaN层表面实现均匀和可靠的电流扩散。ITO透光率虽然高达90%，但电导率却不及金属，电流的扩散效果亦有限。而且正装结构的电极和引线做到出光面，工作时会挡住部分光线。因此，这种P型接触结构制约了LED芯片的工作电流大小。另一方面，正装结构LED芯片的PN结热量通过蓝宝石衬底导出，鉴于蓝宝石的导热系数很低，对大尺寸的功率型芯片来说导热路径较长，正装结构LED芯片的热阻较大，工作电流也受到限制。 为了克服正装LED芯片的上述不足，业界提出一种倒装LED芯片(Flip chip)结构，如图1所示，包括蓝宝石衬底20、外延层30焊接层40。在进行封装时首先制备具有适合共晶焊接的大尺寸倒装LED芯片，同时制备相应尺寸的散热载基板10，并在其上制作共晶焊接电极的金导电层和引出导电层，例如超声波金丝球焊点U。然后，利用共晶焊接设备将大尺寸倒装LED芯片与散热载基板10通过超声波金丝球焊点11焊接在一起。在这种结构中，光从蓝宝石衬底发出。由于光不从电流扩散层出射，这样不透光的电流扩散层可以加厚，可以均匀倒装LED芯片的电流密度分布。同时这种结构还可以将PN结的热量直接通过金导电层或金属凸点导给热导系数比蓝宝石高3?5倍的的硅衬底，散热效果更优；而且在PN结与P电极之间增加了一个光反射层，又消除了电极和引线的挡光，因此这种结构具有电、光、热等方面较优的特性。由于其兼顾出光效率高和散热性好的优点，目前国内外多家公司开始加大对Flip-chip的研发投入。 新型倒装LED芯片制作方法是在LED芯片表面制备出两个面积大、厚度厚的PN电极盘以替代先前贴片支架上的超声波金丝球焊点，可以不需要散热基板直接共晶焊后使用。但是该方法需要反射层Ag、阻挡层(Barrier layer)、N链接层(Connect layer)的引入，此外电极(AuSn)面积的扩大和厚度增厚，会导致倒装LED芯片需要更多的制作工序、更多的贵金属，成本远远高于正装芯片。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种倒装LED芯片及其制备方法，可直接封装在相应的平面基板上，此外无需制备反射层、阻挡层及N链接层，制备方法简单，成本低。 为了实现上述目的，本专利技术提出了一种倒装LED芯片的制备方法，包括步骤: 提供衬底，在所述衬底上依次形成N型GaN、量子阱层及P型GaN ; 依次刻蚀所述P型GaN和量子阱层，形成电极平台，所述电极平台暴露出所述N型GaN ； 在所述P型GaN上形成透明导电层； 在所述透明导电层的表面形成设有图案的隔离层，所述隔离层的图案暴露出部分所述透明导电层，所述隔离层覆盖所述电极平台处的透明导电层、P型GaN和量子阱层的侧壁； 在所述图案的隔离层上形成P电极，所述P电极通过图案与所述透明导电层相连，在所述N型GaN及部分隔离层的表面形成N电极。 进一步的，在所述的倒装LED芯片的制备方法中，所述透明导电层的材质为ΙΤ0、AZO、ZnO或NiAu，采用电子束或溅射方式蒸镀形成。 进一步的，在所述的倒装LED芯片的制备方法中，所述设有图案的隔离层为分布布拉格反射镜，为S12和Ti3O5不同折射率材料的叠层，叠层范围为I?31层。 进一步的，在所述的倒装LED芯片的制备方法中，所述P电极和N电极采用蒸镀或派射方式形成，材质为Au或Sn并搭配Cr、Al、Ti或Pt。 进一步的，本专利技术还提出了一种倒装LED芯片，采用如上文所述的制备方法形成，包括: 衬底、N型GaN、量子阱层、P型GaN、透明导电层、设有图案的隔离层、P电极和N电极，其中，所述N型GaN、量子阱层、P型GaN和透明导电层依次堆叠形成在所述衬底的表面，所述N型GaN设有电极平台，所述电极平台暴露出所述N型GaN的表面和量子阱层、P型GaN及透明导电层的侧壁，所述设有图案的隔离层形成在所述量子阱层、P型GaN及透明导电层的侧壁及透明导电层的表面，并由图案暴露出所述透明导电层，所述P电极形成在所述设有图案的隔离层上并与暴露出的透明导电层相连，所述N电极形成在N型GaN的表面并覆盖部分设有图案的隔离层。 进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述倒装LED芯片的长宽比范围为1:1?5:1。 进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述P电极和N电极的俯视图为圆形或多边形。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在:提出的倒装LED芯片的制备方法具有免打线、散热性能好、电压低、亮度高、易封装等优势；相比较于其他倒装芯片，无需制备反射层、阻挡层、N链接层，使用设有图案的隔离层兼做反射层的作用，不需要制作面积大、厚度厚的PN焊接盘，制备方法简单，成本低。 【附图说明】 图1为现有技术中倒装LED芯片的结构示意图； 图2为本专利技术一实施例中倒装LED芯片的制备方法的流程图； 图3至图7为本专利技术一实施例中倒装LED芯片制备过程中的剖面示意图； 图8至图11为本专利技术一实施例中倒装LED芯片制备过程中的俯视图。 【具体实施方式】 下面将结合示意图对本专利技术的倒装LED芯片及其制备方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本专利技术由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。 请参考图2，在本实施例中，提出了一种倒装LED芯片的制备方法，包括步骤: SlOO:提供衬底，在所述衬底上依次形成N型GaN、量子阱层及P型GaN ; S200:依次刻蚀所述P型GaN和量子阱层，形成电极平台，所述电极平台暴露出所述N型GaN ; S300:在所述P型GaN上形成透明导电层； S400:在所述透明导电层的表面形成设有图案的隔离层，所述隔离层的图案暴露出部分所述透明导电层，所述隔离层覆盖所述电极平台处的透明导电层、P型GaN和量子阱层的侧壁； S500:在所述图案的隔离层上形成P电极，所述P电极通过图案与所述透明导电层相连，在所述N型GaN及部分隔离层的表面形成N电极。 具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供衬底，在所述衬底上依次形成N型GaN、量子阱层及P型GaN；依次刻蚀所述P型GaN和量子阱层，形成电极平台，所述电极平台暴露出所述N型GaN；在所述P型GaN上形成透明导电层；在所述透明导电层的表面形成设有图案的隔离层，所述隔离层的图案暴露出部分所述透明导电层，所述隔离层覆盖所述电极平台处的透明导电层、P型GaN和量子阱层的侧壁；在所述图案的隔离层上形成P电极，所述P电极通过图案与所述透明导电层相连，在所述N型GaN及部分隔离层的表面形成N电极。

【技术特征摘要】
1.一种倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤: 提供衬底，在所述衬底上依次形成N型GaN、量子阱层及P型GaN ; 依次刻蚀所述P型GaN和量子阱层，形成电极平台，所述电极平台暴露出所述N型GaN; 在所述P型GaN上形成透明导电层； 在所述透明导电层的表面形成设有图案的隔离层，所述隔离层的图案暴露出部分所述透明导电层，所述隔离层覆盖所述电极平台处的透明导电层、P型GaN和量子阱层的侧壁； 在所述图案的隔离层上形成P电极，所述P电极通过图案与所述透明导电层相连，在所述N型GaN及部分隔离层的表面形成N电极。2.如权利要求1所述的倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，所述透明导电层的材质为ITO、AZO、ZnO或NiAu，采用电子束或溅射方式蒸镀形成。3.如权利要求1所述的倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，所述设有图案的隔离层为分布布拉格反射镜，为S12和Ti3O5不同折射率材料的叠层，叠层范围为I?31层。4.如权利要求1所述的倒装LED芯片的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智勇，徐惠文，张宇，李起鸣，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31