显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法和晶片技术

本发明专利技术涉及一种显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法和晶片，包括对衬底的正面和背面都进行第一图形化处理；依次进行N型外延层和P型外延层生长；进行N区光刻和刻蚀，在第一图形化区域内露出N型外延层；淀积电流阻挡层；进行电流阻挡层光刻和图形化刻蚀；淀积电流扩散层；进行电流扩散层光刻和图形化刻蚀，在第二图形化区域内露出P型外延层，并在第三图形化区域内露出N型外延层；预退火后，进行金属层光刻和图形化刻蚀；灰化后，进行金属蒸镀；剥离后，在第二图形化区域和第三图形化区域上形成两个电极；进行衬底激光剥离，对剥离后露出的N型外延层表面进行钝化层淀积；退火后得到显示用红色LED直接焊接晶片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法和晶片。
技术介绍
传统的半导体发光晶片，要通过MOCVD先生成外延片，然后后工序做电极，再通过切割分级交给下游应用，下游应用前要先做“封装”(PACKAGE)然后再固定在应用产品的电路载体(PCB)上去实现相关的电性连接和功能。在晶片后工序的电极制作里，主要是制作出为下游使用时通过能用超声波焊接金线或铝线的电极。在下游应用前要先做“封装”，主要是在合理的支架(FRAME)上用有导电性的银胶来固晶，安装稳妥其中的一个电极并实现电性连接，然后再通过超声波焊线机把晶片的另一电极用金线或铝线焊接并连接到支架的另一独立电性引脚，最后再用透明环氧树脂把晶片，支架的一部分和连接她们的金线或铝线一起用预先做过光学透镜设计的模粒浇注密封起来。有部分电性支架的引脚是外露的，是作为与其他电子器件配套使用时做SMT连接或DIP插件安装之于应用产品的PCB之上应用。在做“封装”这道工序里，由于一定要焊线，必然在发光面上留下不透明的金或铝线熔焊点遮住了部分的光射出方向，而且会在单独的点光源的光斑里留下枯空的“黑”心点，而不是理想的点光源均匀的光斑。此外，在半导体发光应用日益趋向性价比的市场环境的要求下，对半导体发光晶片的供应成本提出了巨大的降低要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低成本、高出光率的红色LED直接焊接晶片的制<br>备方法和晶片，其制备方法简单，能够制备得到顶部为出光面，底部为正负极，能够直接焊接在PCB或积层电路板上用于显示使用的LED晶片。第一方面，本专利技术实施例提供了一种显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法，所述方法包括：对衬底的正面和背面都进行第一图形化处理；所述衬底包括蓝宝石衬底、GaAs衬底或SiC衬底；在第一图像化处理后的所述衬底上依次进行N型外延层和P型外延层生长，并进行化学机械抛光；进行N区光刻和刻蚀，在第一图形化区域内露出N型外延层；淀积电流阻挡层；进行电流阻挡层光刻和图形化刻蚀；淀积电流扩散层；进行电流扩散层光刻和图形化刻蚀，在第二图形化区域内露出P型外延层，并在第三图形化区域内露出N型外延层；预退火后，进行金属层光刻和图形化刻蚀；灰化后，进行金属蒸镀，沉积Cr，Ni，Au，Ti，Sn，其中最外层为AuSn合金；对金属层剥离；剥离后，在所述第二图形化区域和第三图形化区域上形成所述晶片的两个电极；使用激光对衬底进行衬底激光剥离，对剥离后露出的N型外延层表面进行钝化层淀积；退火后得到所述显示用红色LED直接焊接晶片。优选的，所述方法还包括：在退火后，对所述红色LED直接焊接晶片进行焊接性模拟测试。优选的，在所述使用激光对衬底进行衬底激光剥离之后，所述方法还包括：对切割剥离衬底后留下的N型外延层的表面进行碾磨；并对切割后的红色LED直接焊接晶片进行二次钝化。优选的，所述N型外延层具体为N型GaN或InGaN或InGaAlP。优选的，所述P型外延层具体为P型GaN或InGaN或InGaAlP。第二方面，本专利技术实施例提供了一种应用上述第一方面所述方法制备得到的红色LED直接焊接晶片。在本专利技术提供的显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法，简便易行，能够制备得到用于显示的红色LED直接焊接晶片。晶片采用了共晶电极，从而可以直接在应用产品的PCB上做共晶焊接工艺来完成与其他电子元器件的电性连接，省去传统的封装加工工序从而有效的节省了设备加工成本和人工成本。附图说明图1为本专利技术实施例提供的制备方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之一；图3为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之二；图4为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之三；图5为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之四；图6为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之五；图7为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之六；图8为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之七；图9为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之八；图10为本专利技术实施例提供的红色LED直接焊接晶片。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的显示用红色LED直接焊接(DirectAttach,DA)晶片的制备方法和LED晶片主要用于显示方面，主要包括LED显示屏，超小间距LED显示屏，超高密度LED显示屏，LED正发光电视，LED正发光监视器，LED视频墙，LED指示，LED特殊照明等。图1为本专利技术实施例提供的制备方法流程图，图2-图8为本专利技术实施例提供的制备过程示意图，下面以图1并结合图2-图8对本专利技术的制备方法进行说明。步骤101，对衬底的正面和背面都进行第一图形化处理；首先，采用图形化蓝宝石衬底(PatternSapphireSubstrate,PSS)工艺对衬底进行图形化处理。优选地，所述图形化处理对衬底的正面和背面都进行图形化处理。所述衬底包括蓝宝石衬底、GaAs衬底或SiC衬底。经过PSS处理后，衬底的图形化正面和背面是为了后工序完成后切割晶片激光刀具能对齐，不会伤害到晶片本体。步骤102，在第一图像化处理后的所述衬底上依次进行N型外延层和P型外延层生长，并进行化学机械抛光；具体的，在衬底的一侧表面进行外延层的生长。外延生长可以采用金属有机物化学气相淀积(Metal-OrganicChemicalVaporDeposition,MOCVD)的方式进行。其中，MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长的原材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。例如，通过MOCVD，可以在图形化衬底的正面淀积形成PN结，即形成相邻的P型层和N型层。取决于所采用的原材料，外延层可以形成为氮化镓(GaN)或InGaN或InGaAlP，其中P型层可以为P-GaN或InGaN或InGaAlP中的任一种，N型层为N-GaN或InGaN或InGaAlP中的任一种。外延生长后的剖面图如图2所示。步骤103，进行N区光刻和刻蚀，在第一图形化区域内露出N型外延层；具体的，首先，利用光刻胶(OpticalResist本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：对衬底的正面和背面都进行第一图形化处理；所述衬底包括蓝宝石衬底、GaAs衬底或SiC衬底；在第一图像化处理后的所述衬底上依次进行N型外延层和P型外延层生长，并进行化学机械抛光；进行N区光刻和刻蚀，在第一图形化区域内露出N型外延层；淀积电流阻挡层；进行电流阻挡层光刻和图形化刻蚀；淀积电流扩散层；进行电流扩散层光刻和图形化刻蚀，在第二图形化区域内露出P型外延层，并在第三图形化区域内露出N型外延层；预退火后，进行金属层光刻和图形化刻蚀；灰化后，进行金属蒸镀，沉积Cr，Ni，Au，Ti，Sn，其中最外层为AuSn合金；对金属层剥离；剥离后，在所述第二图形化区域和第三图形化区域上形成所述晶片的两个电极；使用激光对衬底进行衬底激光剥离，对剥离后露出的N型外延层表面进行钝化层淀积；退火后得到所述显示用红色LED直接焊接晶片。

【技术特征摘要】
1.一种显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法，其特征在于，所
述方法包括：
对衬底的正面和背面都进行第一图形化处理；所述衬底包括蓝宝石衬底、
GaAs衬底或SiC衬底；
在第一图像化处理后的所述衬底上依次进行N型外延层和P型外延层生
长，并进行化学机械抛光；
进行N区光刻和刻蚀，在第一图形化区域内露出N型外延层；
淀积电流阻挡层；
进行电流阻挡层光刻和图形化刻蚀；
淀积电流扩散层；
进行电流扩散层光刻和图形化刻蚀，在第二图形化区域内露出P型外延
层，并在第三图形化区域内露出N型外延层；
预退火后，进行金属层光刻和图形化刻蚀；
灰化后，进行金属蒸镀，沉积Cr，Ni，Au，Ti，Sn，其中最外层为
AuSn合金；
对金属层剥离；剥离后，在所述第二图形化区域和第三图形化区域上
形成所述晶片的两个电极；
使用激光对衬底进行衬底激光剥离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：严敏，程君，周鸣波，
申请(专利权)人：严敏，程君，周鸣波，
类型：发明
国别省市：北京;11