一种LED倒装芯片制造技术

本实用新型专利技术提供一种LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，衬底依次叠加有N型层、发光层、P型层和反射层，并蚀刻露出衬底上表面形成一沟槽；芯片表面形成贯穿反射层、P型层、发光层且与N型层连通的N电极孔；P型层外露上表面形成覆盖第一绝缘层上表面、或包裹整个第一绝缘层外表面且覆盖P型层外露表面的P引线电极，N电极孔内形成与N型层导电连接的N引线电极；N引线电极与P引线电极采用相同的具有高反射性能材料同时沉积形成；并在N引线电极和P引线电极的表面及外围覆盖一层便于相互绝缘的第二绝缘层；N焊盘和P焊盘通过第二绝缘层上表面开设的接触孔分别与N引线电极和P引线电极电连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光电芯片
，尤其涉及一种LED倒装芯片。
技术介绍
通常，通过用金属有机化学汽相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其它外延技术在蓝宝石、碳化硅或其它适当的衬底上外延地生长不同组成和掺杂剂浓度的半导体层的叠层来制造III族氮化物发光器件。该叠层常常包括用例如Si掺杂的在衬底上形成的一个或多个n型层、在形成于一个或多个n型层上的有源区中的一个或多个发光层、以及在有源区上形成的用例如Mg掺杂的一个或多个p型层。在n和p型区上形成电接触，常常将III族氮化物器件形成为倒置或倒装芯片器件，其中，在半导体结构的同一侧形成N和P接触两者，并且从与接触相对的半导体结构的那侧提取光。常常使用银作为反射性p接触且已知其易受由机械应力、化学反应或电迁移引发的输运影响。例如，在图1中举例说明了具有银P接触的III族氮化物LED且在美国专利6,946,685中对其进行了描述。US6,946,685教导了“银电极金属化在存在湿气和电场(诸如，例如由于在器件的接触处施加工作电压而逐渐产生的场)的情况下经受电化学迁移。银金属化到器件的PN结的电化学迁移导致跨越结的交流旁路路径，其降低器件的效率。图1举例说明包括半导体结构的发光器件，该半导体结构包括在III-V族氮化物半导体的n型层120与III族氮化物半导体的P型层140之间的发光有源区130A。在p型层上沉积包括银金属的P电极160，并将n电极(图1中未示出)与n型层藕合。提供了能够用来跨越所述电极施加电信号以引起来自有源区的光发射的手段，并且提供了用于防止银金属从p电极朝向有源区的电化学迁移的迁移阻挡层175，其中，迁移阻挡层175是导电防护片；导电防护片完全包围银，覆盖银金属p电极的边缘。而且，由金属构成的迁移阻挡层175通常为含有Ti或W的材料制成，然而Ti/W材料吸收可见光，所以覆盖Ag电极后露出的部分会形成″黑边″10吸收可见光，从而降低LED的光效。在图1所示的器件中，为了用导电防护片(迁移阻挡层175)密封银接触，迁移阻挡层175完全包裹并密封银，反射性p电极160的边缘112与迁移阻挡层175的边缘之间的带称为″黑带″10；因为其不是如银P电极160一样是反射性的，光被黑带吸收会降低器件的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善LED倒装芯片内部结构而提升LED的效率和亮度，提供一种LED倒装芯片。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，所述衬底自下至上依次层状叠加的设置有N型层、发光层、P型层和反射层，N型层、发光层、P型层和反射层采用蚀刻工艺露出衬底的上表面形成一沟槽，纵横设置的沟槽将衬底上的N型层、发光层、P型层和反射层分割成彼此相互绝缘独立的多个芯片；所述芯片表面形成贯穿反射层、P型层、发光层且与N型层连通的vbN电极孔；所述芯片上反射层采用蒸镀及光刻工艺后与P型层上表面之间形成台阶；所述反射层的上表面以及四周侧壁面采用溅射或喷涂工艺覆盖有第一绝缘层，所述反射层上表面上侧的第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有多个与反射层上表面贯通的第一接触孔；所述反射层上表面上侧对应的第一绝缘层上表面采用溅射或蒸镀工艺形成覆盖其上表面、或者所述P型层外露上表面采用溅射或蒸镀工艺形成包裹整个第一绝缘层上表面以及四周侧壁面且覆盖P型层外露上表面部分或全部的具有布线图案的P引线电极，所述P引线电极通过第一接触孔与反射层导电连接；所述N电极孔内采用溅射或蒸镀工艺形成与N型层导电连接的N引线电极；所述N引线电极与P引线电极采用相同的具有高反射性能材料同时沉积形成；所述沟槽的表面、所述N电极孔与N引线电极之间所形成的间隙、以及N电极孔外边缘采用溅射或喷涂工艺覆盖有另外一部分的第一绝缘层，并在另外一部分的第一绝缘层基础上采用溅射或喷涂工艺覆盖P型层外露上表面、N引线电极的外露表面、以及P引线电极的外露表面形成第二绝缘层；或者在未覆盖有另外一部分的第一绝缘层基础上，在所述沟槽的表面、所述N电极孔与N引线电极之间所形成的间隙、P型层外露上表面、以及P引线电极的外露表面采用溅射或喷涂工艺一次性覆盖形成第二绝缘层；所述第二绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有与N引线电极上表面贯通的N型接触孔，所述第二绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术还开设有与P引线电极上表面贯通的P型接触孔；所述N焊盘通过第二绝缘层设置的N型接触孔与N引线电极导电连接，所述P焊盘通过第二绝缘层设置的P型接触孔与P引线电极导电连接，所述P焊盘与N焊盘之间采用印刷和电镀技术相互绝缘。优选地，所述衬底为蓝宝石衬底，所述N型层为N型氮化镓层，所述P型层为P型氮化镓层。优选地，所述芯片表面均匀分布有多个N电极孔。优选地，所述P焊盘与P引线电极之间的第二绝缘层上均匀分布有多个便于两者导电连接的P型接触孔。优选地，所述N引线电极为圆柱形状。优选地，所述N引线电极和P引线电极均采用Cr、Al、Ni、Ti、Au、Pt中一种材料或其中至少两种以上的合金制成。优选地，所述P焊盘和N焊盘均采用铝、镍、钛、铂金、金中一种材料制成且厚度均为0.5um～2um，所述P焊盘与N焊盘之间的间隔为等于或大于150um。本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供LED倒装芯片，其反射层可以是Al、Ag或者两者的合金，反射层也可以是含有Ti，W，Ni，Pt，Cr以及他们的合金的多层金属膜；由于反射层表面上设置的第一绝缘层、N引线电极、P引线电极和第二绝缘层均采用不吸光并且能够有效地阻止反射层的金属材料迁移的材料制成，所述反射层上的银离子或其他离子无论横向的迁移、或者是纵向的迁移，都不能够穿过第一绝缘层、引线电极、第二绝缘层此三层组成的保护膜，因此，本专利技术所提供LED倒装芯片结构可以更好的保护Ag或其他金属材料的迁移问题，不但有效地解决了“黑边”问题，而且减少了光的吸收，提升了LED倒装芯片的发光效率和亮度。另外，该芯片中N引线电极和P引线电极均采用具有高反射性能的材料同时沉积形成，使得N引线电极和P引线电极既可以做接触电极，又可以相对于反射层起到现有芯片阻挡层的作用，省略了芯片的阻挡层，在不吸光同时实现对反射层的保护作用，减少了LED芯片生产的流程，降低了芯片的制备成本。【附图说明】图1为现有技术中的LED倒装芯片结构示意图；图2至图10为本专利技术实施例一中LED倒装芯片的制备方法流程示意图；图11为本专利技术实施例一中第二绝缘层上的接触孔分布示意图；图12为本专利技术实施例一中LED倒装芯片垂直于衬底方向的示意图；图13至图16为本专利技术实施例二的LED倒装芯片的制备方法流程示意图；图17至图20为本专利技术实施例三的LED倒装芯片的制备方法流程示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，其特征在于：所述衬底自下至上依次层状叠加的设置有N型层、发光层、P型层和反射层，N型层、发光层、P型层和反射层采用蚀刻工艺露出衬底的上表面形成一沟槽，纵横设置的沟槽将衬底上的N型层、发光层、P型层和反射层分割成彼此相互绝缘独立的多个芯片；所述芯片表面形成贯穿反射层、P型层、发光层且与N型层连通的N电极孔；所述芯片上反射层采用蒸镀及光刻工艺后与P型层上表面之间形成台阶；所述反射层的上表面以及四周侧壁面采用溅射或喷涂工艺覆盖有第一绝缘层，所述反射层上表面上侧的第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有多个与反射层上表面贯通的第一接触孔；所述反射层上表面上侧对应的第一绝缘层上表面采用溅射或蒸镀工艺形成覆盖其上表面、或者所述P型层外露上表面采用溅射或蒸镀工艺形成包裹整个第一绝缘层上表面以及四周侧壁面且覆盖P型层外露上表面部分或全部的具有布线图案的P引线电极，所述P引线电极通过第一接触孔与反射层导电连接；所述N电极孔内采用溅射或蒸镀工艺形成与N型层导电连接的N引线电极；所述N引线电极与P引线电极采用相同的具有高反射性能材料同时沉积形成；所述沟槽的表面、所述N电极孔与N引线电极之间所形成的间隙、以及N电极孔外边缘采用溅射或喷涂工艺覆盖有另外一部分的第一绝缘层，并在另外一部分的第一绝缘层基础上采用溅射或喷涂工艺覆盖P型层外露上表面、N引线电极的外露表面、以及P引线电极的外露表面形成第二绝缘层；或者在未覆盖有另外一部分的第一绝缘层基础上，在所述沟槽的表面、所述N电极孔与N引线电极之间所形成的间隙、P型层外露上表面、以及P引线电极的外露表面采用溅射或喷涂工艺一次性覆盖形成第二绝缘层；所述第二绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有与N引线电极上表面贯通的N型接触孔，所述第二绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术还开设有与P引线电极上表面贯通的P型接触孔；所述N焊盘通过第二绝缘层设置的N型接触孔与N引线电极导电连接，所述P焊盘通过第二绝缘层设置的P型接触孔与P引线电极导电连接，所述P焊盘与N焊盘之间采用印刷和电镀技术相互绝缘。...

【技术特征摘要】
1.一种LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，其特征在于：
所述衬底自下至上依次层状叠加的设置有N型层、发光层、P型层和反射
层，N型层、发光层、P型层和反射层采用蚀刻工艺露出衬底的上表面形成一
沟槽，纵横设置的沟槽将衬底上的N型层、发光层、P型层和反射层分割成彼
此相互绝缘独立的多个芯片；
所述芯片表面形成贯穿反射层、P型层、发光层且与N型层连通的N电极
孔；
所述芯片上反射层采用蒸镀及光刻工艺后与P型层上表面之间形成台阶；
所述反射层的上表面以及四周侧壁面采用溅射或喷涂工艺覆盖有第一绝缘
层，所述反射层上表面上侧的第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有多个
与反射层上表面贯通的第一接触孔；
所述反射层上表面上侧对应的第一绝缘层上表面采用溅射或蒸镀工艺形成
覆盖其上表面、或者所述P型层外露上表面采用溅射或蒸镀工艺形成包裹整个
第一绝缘层上表面以及四周侧壁面且覆盖P型层外露上表面部分或全部的具有
布线图案的P引线电极，所述P引线电极通过第一接触孔与反射层导电连接；
所述N电极孔内采用溅射或蒸镀工艺形成与N型层导电连接的N引线电极；
所述N引线电极与P引线电极采用相同的具有高反射性能材料同时沉积形
成；
所述沟槽的表面、所述N电极孔与N引线电极之间所形成的间隙、以及N
电极孔外边缘采用溅射或喷涂工艺覆盖有另外一部分的第一绝缘层，并在另外一
部分的第一绝缘层基础上采用溅射或喷涂工艺覆盖P型层外露上表面、N引线
电极的外露表面、以及P引线电极的外露表面形成第二绝缘层；或者在未覆盖

\t有另外一部分的第一绝缘层基础上，在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋振宇，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：新型
国别省市：辽宁;21