一种倒装LED芯片制造技术

本实用新型专利技术提供一种倒装LED芯片，包括衬底，由N型GaN层、多量子阱有源区及P型GaN层组成的外延层，及分别与N型GaN层及P型GaN层电连接的N电极和P电极，还包括从上方及周侧包围P型GaN层的反射镜，以将多量子阱有源区发出的光全部反射到衬底。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体发光器件
，尤其涉及一种倒装LED芯片。
技术介绍
倒装LED芯片(Flip Chip)衬底朝上、电气面朝下设置，其在蓝宝石衬底上生长GaN基LED结构层，由多量子阱有源区发出的光透过位于上方的蓝宝石衬底射出，芯片的P型接触电极和N型接触电极通过金属球焊接固定在支架上，通过导热系数高的支架将P/N结产生的热量及时传递出去。现有技术制备倒装LED芯片时，为了形成N电极，先制作一个台阶，利用ICP刻除一部分的P型GaN及多量子阱有源区，直到暴露出N型GaN，然后在P型GaN上沉积反射镜以将光反射到蓝宝石衬底层。当LED芯片倒装时，从所述台阶的侧壁以及P型GaN没有生长反射镜的区域所溢出的光会被支架阻挡，限制了出光效率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种倒装LED芯片结构，可以将台阶侧壁与切割道边沿的溢出光反射至衬底层出光，从而提高LED的出光效率。为了实现上述目的，本技术一实施方式提供一种倒装LED芯片，包括衬底，由N型GaN层、多量子阱有源区及P型GaN层组成的外延层，及分别与N型GaN层及P型GaN层电连接的N电极和P电极，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜从上方及周侧包围所述P型GaN层，以将多量子阱有源区发出的光全部反射到衬底。作为本实施方式的进一步改进，反射镜以Ag为反射层，以TiW为反射层的保护结构。作为本实施方式的进一步改进，反射镜为多层金属。作为本实施方式的进一步改进，反射镜延伸至与衬底相接。作为本实施方式的进一步改进，倒装LED芯片还包括位于P型GaN层上方的ΙΤ0透明导电层，反射镜至少部分设置于ΙΤ0透明导电层上方。作为本实施方式的进一步改进，倒装LED芯片还包括保护层，所述保护层，其设置于外延层与反射镜之间。 作为本实施方式的进一步改进，保护层为二氧化硅。作为本实施方式的进一步改进，倒装LED芯片还包括隔离层，其包覆反射镜。作为本实施方式的进一步改进，隔离层为二氧化硅。作为本实施方式的进一步改进，倒装LED芯片还包括位于隔离层上的N接触电极和P接触电极。与现有技术相比，本技术的LED倒装芯片，反射镜从上方及侧面包围P型GaN层，形成反射杯结构，将MESA台阶侧壁与切割道边沿的溢出光反射至衬底层出光，提高了出光效率。而且，采用此结构的LED倒装芯片在封装外壳中无需再设置反射杯，减小了因封装造成的出光效率差异。【附图说明】图1是本技术一实施方式中倒装LED芯片的制备流程示意图；图2是本技术一实施方式中倒装LED芯片的的结构示意图；图3是本技术又一实施方式中倒装LED芯片的制备流程示意图。【具体实施方式】以下将结合附图所示的【具体实施方式】对本技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。本技术表示位置与方向的术语是以LED芯片的电气面为参照，靠近电气面、远离衬底层的方向为“上”，反之为“下”。实施例一参考图1及图2，本技术倒装LED芯片的制备方法包括如下步骤:S1、提供一衬底10，在衬底10上沉积外延层，形成LED芯片。其中，外延层包括N型GaN层20、多量子阱有源区(图未示)和P型GaN层30。进一步地，衬底10为蓝宝石。S2、在外延层上沉积ITO (Indium Tin Oxides,纳米铟锡金属氧化物)导电层50。具体地，采用等离子溅射或其他常规方法沉积高密度ΙΤ0导电层50，并对该导电层进行快速退火热处理，以使ΙΤ0导电层50重结晶，导电层更致密，导电率和透光率更高。进一步地，ΙΤ0导电层50厚150 A。该导电层具有良好的透光性，可以促进外延层中的电流扩散而不影响出光，可以提高反射镜的反射效果。在一实施例中，步骤S2前还包括常规方法对LED芯片进行表面清洁。S3、在IT0导电层50上光刻MESA图形，以ICP刻蚀出MESA图形。 在一实施例中，使用光刻胶在ΙΤ0导电层50上进行正胶匀胶，然后进行MESA图层光刻。刻蚀MESA例如可选用BC1#P Cl 2。ICP刻蚀到N型GaN层形成PN台阶，暴露N型GaN层形成N型半导体台面。以ΙΤ0刻蚀液湿法刻蚀MESA边沿残余的ΙΤ0，完毕后去除光刻胶。S4、光刻出切割道图形，以ICP刻蚀出切割道图形。在一实施例中，使用光刻胶在ΙΤ0导电层50上进行正胶匀胶，然后光刻出切割道图形，ICP刻蚀到衬底层10，使衬底10局部暴露，用于分隔若干独立的功能单元，各单元之间绝缘。S5、在N型GaN层上制作N电极60。具体地，光刻胶为负胶，光刻出N-Pad图形，利用电子束蒸发沉积金属电极，并通过剥离工艺获得N电极60。其中，金属电极可以为Cr/Al/Ni或其他。也可采用其他现有公知技术制作电极。制作完成后去除光刻胶。S6、沉积保护层70，光刻出保护层图形并刻蚀。其中，图形区域超出P型GaN层30的区域边界。在一实施例中，保护层70为Si02，沉积厚度为6000 A。光刻胶为正胶，光刻出所需要的图形，以BOE (buffered oxide etche，缓冲氧化液刻蚀)湿法刻蚀，完毕后去除光刻胶，得到相应的保护层70。S7、在ΙΤ0层上制作反射镜80。在一实施例中，在ΙΤ0层上以负胶光刻反射镜图形，该图形区域超出Si02保护层的图形边界，利用溅射沉积金属反射镜80。反射镜80可以为Ag/TiW，其中Ag为反射层，TiW为反射层的保护结构。然后以剥离工艺获得反射镜80，再去除光刻胶。反射镜80也可使用其他金属组合，以形成多层金属，兼顾光反射、导电及散热的功能。由于前一步骤中Si02保护层沉积厚度远高于现有方法中数百埃的厚度，且光刻图形超出P型PaN层的边界，使沉积的反射镜80可以从侧面包围P型GaN层。步骤S6、S7经两次光刻以形成反射镜80。参照图2，反射镜80形成于P型GaN层30上方及全部侧面，并向下方延伸至衬底10，形成反射杯结构，可以有效地将LED芯片MESA台阶侧壁与切割道边沿的溢出光向下反射至衬底层出光，从而提高LED的出光效率。S8、沉积隔离层90，光刻出隔离层图形并刻蚀。在一实施例中，隔离层90为Si02，用以包覆反射镜80。正胶光刻出所需要的图形后，以Β0Ε湿法刻蚀，完毕后去除光刻胶，得到相应的隔离层。所述隔离层90是为了阻挡N电极与P电极接触，从而造成LED短路。S9、在隔离层上制作P接触电极和N接触电极。在隔离层上负胶光刻出连接焊盘100图形，利用电子束蒸发沉积金属电极，并通过剥离工艺获得P接触电极和N接触电极。其中，金属电极可以为Cr/Al/Ti/Au或其他。完毕后去除光刻胶。P接触电极和N接触电极位于倒装芯片顶部，用于倒装芯片与支架的焊接。本技术的倒装芯片制备方法中还包括公知的工艺优化步骤，如检测、减薄等，在此不做赘述。实施例二图3示出又一制备倒装LED芯片的方法步骤。其与实施例一步骤基本相同，区别仅在于，省略沉积ΙΤ0层的步骤。相应地，需在ΙΤ0层上完成的步骤变为在P型GaN层上进行。实施例二制得的倒装芯片中，P型GaN层上方无ΙΤ0层。如此可以使工艺更简单。通常，由于封装外壳构造的不同，会使LED芯片的出光效率发生5%_7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装LED芯片，包括衬底，由N型GaN层、多量子阱有源区及P型GaN层组成的外延层，及分别与N型GaN层及P型GaN层电连接的N电极和P电极，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜从上方及周侧包围所述P型GaN层，以将多量子阱有源区发出的光全部反射到衬底。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，陈立人，李庆，
申请(专利权)人：聚灿光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32