一种倒装LED芯片及其制备方法技术

一种倒装LED芯片及其制备方法，该芯片包括衬底及M个芯片，每个芯片包括N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层，P型氮化镓层上形成反射层；外延层及反射层表面覆盖第一绝缘层；第一绝缘层上形成第一P引线电极、第一N引线电极、第二P引线电极、第二N引线电极和PN引线连接电极，第一、第二P引线电极、第一、第二N引线电极及PN引线连接电极表面覆盖第二绝缘层；第二绝缘层上形成与第二P引线电极和第一N引线电极电连接的N焊盘以及与第一P引线电极和第二N引线电极电连接的P焊盘。本发明专利技术通过PN引线连接电极将第2‑M芯片串接后，再通过N焊盘和P焊盘与第一芯片反响并联，使芯片具有良好的抗ESD功能，且能进行反向电压测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体光电芯片
，尤其涉及一种倒装LED芯片及其制备方法。
技术介绍
随着LED(发光二极管)光效的不断提高，在某些领域，如液晶背光、汽车照明光源等，己逐渐显露出LED代替荧光灯、白炽灯的趋势。在通用照明领域，大功率LED也同样具有取代传统光源的巨大潜力。但是，随着LED芯片单位面积功率的增大和芯片集成度的提高，散热问题和静电防护问题逐渐成为影响LED稳定性的重要因素。提高静电防护能力是提高LED稳定性的重要条件之一。现有技术中有采用给LED并联一个反向二极管或双向二极管来提高LED的防静电能力。对于正装芯片或垂直结构芯片，采用将一个防静电二极管和一个LED封装在一起的方法，但该方法增加了生产成本，且因连接金线的增加而影响了产品的稳定性。专利号为US7064353B2的美国专利中公开了在同一蓝宝石衬底上制作两个反向并联LED的技术，该两个二极管之间可以相互起到静电保护的作用。采用并联单个反向二极管的方法，在只增加少量制造成本的前提下，提高了LED的抗静电放电能力，但这种结构在样品测试上却存在无法测试反向漏电流的问题。LED反向漏电流是反映LED性能的一个重要方面，如果不对反向漏电测试来甄别反向漏电较大的不良品，不良品可能在长期使用中出现可靠性的问题。反向漏电流的测试电压一般比正向开启电压要高，如氮化稼基LED，一般在LED两端施加5V的反向电压测试其反向电流。对于与LED反向并联的二极管，施加的5V电压则为正向电压，一般氮化嫁基LED的工作电压小于3.5V，测试时，反向二极管必定处于正向导通状态，因此无法对LED的反向漏电流进行测试。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有静电损伤保护功能的倒装LED芯片其制造方法，使芯片具有良好的抗ESD功能，且能进行反向电压测试。为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术解决方案：一种倒装LED芯片，包括衬底以及位于所述衬底表面上彼此相互独立的M个芯片，M≥3，所述每个芯片包括依次生长于所述衬底表面上的N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层构成芯片的外延层，所述每个芯片的P型氮化镓层上形成有反射层；覆盖每个芯片的外延层及反射层表面的第一绝缘层；形成于第一绝缘层上的与第一芯片的反射层电连接的第一P引线电极；形成于第一绝缘层上的与第一芯片的N型氮化镓层电连接的第一N引线电极；形成于第一绝缘层上的与第二芯片的反射层电连接的第二P引线电极；形成于第一绝缘层上的与第M芯片的N型氮化镓层电连接的第二N引线电极；形成于第一绝缘层上的依次将第i芯片的N型氮化镓层和第i+1芯片的反射层进行串联电连接的PN引线连接电极，i＝2，…，M-1，每两个相互串联的芯片的PN引线连接电极彼此相互独立；第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖于所述第一P引线电极、第一N引线电极、PN引线连接电极、第二P引线电极及第二N引线电极的表面上及位于第一、第二P引线电极、PN引线连接电极和第一、第二N引线电极彼此之间的第一绝缘层表面上；沉积于所述第二绝缘层上的N焊盘，所述N焊盘分别与所述第二P引线电极和所述第一N引线电极电连接；沉积于所述第二绝缘层上的P焊盘，所述P焊盘分别与所述第一P引线电极和所述第二N引线电极电连接。本专利技术倒装LED芯片还包括贯穿所述外延层、露出所述衬底表面的沟槽，所述沟槽将每个芯片相隔离；贯穿每个芯片的P型氮化镓、发光层直到N型氮化镓层表面的N电极孔；所述第一绝缘层填充所述沟槽和N电极孔，每个芯片的第一绝缘层上形成有与反射层表面相连的P型接触孔和与N型氮化镓层表面相连的N型接触孔；所述第一P引线电极沉积在第一芯片表面的部分第一绝缘层上及P型接触孔内、通过第一芯片上的P型接触孔与第一芯片的反射层电连接；所述第一N引线电极沉积在第一芯片表面的部分第一绝缘层上及N型接触孔内、通过第一芯片上的N型接触孔与第一芯片的N型氮化镓层电连接；所述第二P引线电极沉积在第二芯片表面上的部分第一绝缘层上及P型接触孔内、
通过第二芯片上的P型接触孔与第二芯片的反射层电连接；所述第二N引线电极沉积在第M芯片表面上的部分第一绝缘层上及N型接触孔内、通过第M芯片上的N型接触孔与第M芯片的N型氮化镓层电连接；所述PN引线连接电极沉积在相邻芯片的部分第一绝缘层上及N型接触孔、P型接触孔内；所述第二绝缘层上形成有与第一N引线电极表面连接的第一N引线电极接触孔、与第一P引线电极表面连接的第一P引线电极接触孔、与第二N引线电极表面连接的第二N引线电极接触孔以及与第二P引线电极表面连接的第二P引线电极接触孔；所述N焊盘沉积于所述第二绝缘层上以及所述第一N引线电极接触孔和第二P引线电极接触孔内，通过第一N引线电极接触孔与第一N引线电极连接、通过第二P引线电极接触孔与第二P引线电极连接；所述P焊盘沉积于所述第二绝缘层上以及所述第一P引线电极接触孔和第二N引线电极接触孔内，通过第一P引线电极接触孔和第一P引线电极连接、通过第二N引线电极接触孔与第二N引线电极连接。本专利技术倒装LED芯片的第一绝缘层沿芯片周边侧壁与衬底贴合。本专利技术倒装LED芯片的第二绝缘层沿芯片周边侧壁与绝缘层贴合，每个芯片依次被所述第一绝缘层和第二绝缘层完全包裹。本专利技术倒装LED芯片的N焊盘与P焊盘表面上覆盖有锡膏层。本专利技术倒装LED芯片的锡膏层的厚度为50～100um。本专利技术倒装LED芯片的N焊盘与P焊盘对称分布，所述P焊盘和N焊盘厚度为1um～2um，P焊盘和N焊盘之间间隔≥150um。一种倒装LED芯片的制备方法，包括以下步骤：步骤一、提供衬底，在衬底表面上生长外延层，外延层生长过程依次为：在衬底表面生长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、在P型氮化镓层上覆盖反射层；步骤三、在外延层上形成沟槽，沟槽的深度至衬底表面并露出衬底，使所述外延层形成彼此相互独立的M个芯片，M≥3，在每一芯片表面形成贯穿P型氮化镓层、发光层直到N型氮化镓层表面的N电极孔；步骤四、在外延层和反射层的表面覆盖第一绝缘层，第一绝缘层同时填充沟槽和N电极孔；步骤五、在第一绝缘层表面打孔，每个芯片上分别形成与反射层表面相连的P型接触孔5和与N型氮化镓层表面相连的N型接触孔；步骤六、在第一绝缘层上形成具有布线图案的第一P引线电极、第一N引线电极、PN引线连接电极、第二P引线电极及第二N引线电极；其中，第一P引线电极通过第一芯片上的P型接触孔与第一芯片的反射层电连接，第一N引线电极通过第一芯片上的N型接触孔与第一芯片的N型氮化镓层电连接，第二P引线电极通过第二芯片上的P型接触孔与第二芯片的反射层电连接，第二N引线电极通过第M芯片上的N型接触孔与第M芯片的N型氮化镓层电连接，PN引线连接电极依次将第i芯片的N型氮化镓层和第i+1芯片的反射层进行串联电连接，i＝2，…，M-1，其中每两个相互串联的芯片的PN引线连接电极彼此相互独立；步骤七，在第一P引线电极、第一N引线电极、PN引线连接电极、第二P引线电极、第二N引线电极的表面以及位于第一、第二P引线电极、第一、第二N引线电极和PN引线连接电极彼此之间的第一绝缘层的表面上形成第二绝缘层；在第二绝缘层形成第一N引线电极接触孔、第一P引线电极接触孔、第二N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装LED芯片，包括衬底以及位于所述衬底表面上彼此相互独立的M个芯片，M≥3，所述每个芯片包括依次生长于所述衬底表面上的N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层构成芯片的外延层，所述每个芯片的P型氮化镓层上形成有反射层；其特征在于，还包括：覆盖每个芯片的外延层及反射层表面的第一绝缘层；形成于第一绝缘层上的与第一芯片的反射层电连接的第一P引线电极；形成于第一绝缘层上的与第一芯片的N型氮化镓层电连接的第一N引线电极；形成于第一绝缘层上的与第二芯片的反射层电连接的第二P引线电极；形成于第一绝缘层上的与第M芯片的N型氮化镓层电连接的第二N引线电极；形成于第一绝缘层上的依次将第i芯片的N型氮化镓层和第i+1芯片的反射层进行串联电连接的PN引线连接电极，i＝2，…，M‑1，每两个相互串联的芯片的PN引线连接电极彼此相互独立；第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖于所述第一P引线电极、第一N引线电极、PN引线连接电极、第二P引线电极及第二N引线电极的表面上及位于第一、第二P引线电极、PN引线连接电极和第一、第二N引线电极彼此之间的第一绝缘层表面上；沉积于所述第二绝缘层上的N焊盘，所述N焊盘分别与所述第二P引线电极和所述第一N引线电极电连接；沉积于所述第二绝缘层上的P焊盘，所述P焊盘分别与所述第一P引线电极和所述第二N引线电极电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种倒装LED芯片，包括衬底以及位于所述衬底表面上彼此相互独立的M个芯片，M≥3，所述每个芯片包括依次生长于所述衬底表面上的N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层，所述N型氮化镓层、发光层及P型氮化镓层构成芯片的外延层，所述每个芯片的P型氮化镓层上形成有反射层；其特征在于，还包括：覆盖每个芯片的外延层及反射层表面的第一绝缘层；形成于第一绝缘层上的与第一芯片的反射层电连接的第一P引线电极；形成于第一绝缘层上的与第一芯片的N型氮化镓层电连接的第一N引线电极；形成于第一绝缘层上的与第二芯片的反射层电连接的第二P引线电极；形成于第一绝缘层上的与第M芯片的N型氮化镓层电连接的第二N引线电极；形成于第一绝缘层上的依次将第i芯片的N型氮化镓层和第i+1芯片的反射层进行串联电连接的PN引线连接电极，i＝2，…，M-1，每两个相互串联的芯片的PN引线连接电极彼此相互独立；第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖于所述第一P引线电极、第一N引线电极、PN引线连接电极、第二P引线电极及第二N引线电极的表面上及位于第一、第二P引线电极、PN引线连接电极和第一、第二N引线电极彼此之间的第一绝缘层表面上；沉积于所述第二绝缘层上的N焊盘，所述N焊盘分别与所述第二P引线电极和所述第一N引线电极电连接；沉积于所述第二绝缘层上的P焊盘，所述P焊盘分别与所述第一P引线电极和所述第二N引线电极电连接。2.如权利要求1所述的倒装LED芯片，其特征在于：还包括贯穿所述外延层、露出所述衬底表面的沟槽，所述沟槽将每个芯片相隔离；贯穿每个芯片的P型氮化镓、发光层直到N型氮化镓层表面的N电极孔；所述第一绝缘层填充所述沟槽和N电极孔，每个芯片的第一绝缘层上形成有与反射层表面相连的P型接触孔和与N型氮化镓层表面相连的N型接触孔；所述第一P引线电极沉积在第一芯片表面的部分第一绝缘层上及P型接触孔内、通过第一芯片上的P型接触孔与第一芯片的反射层电连接；所述第一N引线电极沉积在第一芯片表面的部分第一绝缘层上及N型接触孔内、通过第一芯片上的N型接触孔与第一芯片的N型氮化镓层电连接；所述第二P引线电极沉积在第二芯片表面上的部分第一绝缘层上及P型接触孔内、通过第二芯片上的P型接触孔与第二芯片的反射层电连接；所述第二N引线电极沉积在第M芯片表面上的部分第一绝缘层上及N型接触孔内、通过第M芯片上的N型接触孔与第M芯片的N型氮化镓层电连接；所述PN引线连接电极沉积在相邻芯片的部分第一绝缘层上及N型接触孔、P型接触孔内；所述第二绝缘层上形成有与第一N引线电极表面连接的第一N引线电极接触孔、与第一P引线电极表面连接的第一P引线电极接触孔、与第二N引线电极表面连接的第二N引线电极接触孔以及与第二P引线电极表面连接的第二P引线电极接触孔；所述N焊盘沉积于所述第二绝缘层上以及所述第一N引线电极接触孔和第二P引线电极接触孔内，通过第一N引线电极接触孔与第一N引线电极连接、通过第二P引线电极接触孔与第二P引线电极连接；所述P焊盘沉积于所述第二绝缘层上以及所述第一P引线电极接触孔和第二N引线电极接触孔内，通过第一P引线电极接触孔和第一P引线电极连接、通过第二N引线电极接触孔与第二N引线电极连接。3.如权利要求1所述的倒...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬雷，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