一种立式LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种立式LED芯片及其制作方法，所述立式LED芯片包括：衬底、外延结构、形成于切割道及紧靠于所述切割道的第一边缘的N电极引线区域的台面、N电极引线、绝缘层、P电极引线、P焊盘、以及N焊盘。本发明专利技术通过将P电极焊盘及N电极焊盘制作于LED芯片的同一边缘上，并通过侧立的方式将N电极焊盘及P电极焊盘焊接于支撑衬底，实现电性引出，使得LED芯片的正面以及背面都可以同时出光，不需要制作反射镜等结构，降低了LED芯片的制作成本，并大大提高了LED芯片的出光效率。本发明专利技术通过芯片结构的调整使LED芯片具备正反面同时出光的特性，可以增加一倍的LED芯片有效出光面积。

【技术实现步骤摘要】
一种立式LED芯片及其制作方法
本专利技术涉及一种半导体照明器件及其制作方法，特别是涉及一种立式LED芯片及其制作方法。
技术介绍
半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制高点之一。发光二极管LED是由如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。现有的LED芯片结构包括正装LED芯片结构、垂直LED芯片结构以及倒装LED芯片结构，如图1～图3所示。图1显示为正装LED芯片结构，其一般包括支撑基底101、衬底102、发光外延103、N电极104以及P电极105，其中，所述衬底贴置于支撑基底上，这种正装结构的LED芯片，由于支撑基底不透光，只能从芯片的正面出光，大大阻碍了LED芯片的出光效率。图2显示为垂直LED芯片结构，其一般包括支撑基底101、发光外延103、N电极104以及P电极105，这种结构的LED芯片的N电极和P电极为垂直分布于发光外延的两侧，工作时电流分布较均匀，可以提高芯片的寿命以及发光效率，然而，其制作需要剥离蓝宝石衬底，工艺非常复杂，大大增加了芯片的制造成本。图3显示为倒装LED芯片结构，其一般包括支撑基底101、衬底102、发光外延103、N电极104以及P电极105，其中，N电极以及P电极通过焊膏焊接于支撑基底上。这种结构的LED芯片同样面临支撑基底不透光的影响，阻碍了LED芯片的出光效率。基于以上所述，提供一种可以有效提高LED芯片出光效率的LED芯片结构实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种立式LED芯片及其制作方法，用于解决现有技术中LED芯片出光率较低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种立式LED芯片的制作方法，所述制作方法包括：步骤1)，提供一衬底、于所述衬底表面依次形成包括N型层、量子阱层、P型层的外延结构，于所述外延结构表面形成透明导电层；步骤2)，于外延结构表面形成阻挡层，去除切割道及紧靠于所述切割道的第一边缘的N电极引线区域的阻挡层，并进一步刻蚀出直至所述N型层内部的台面；步骤3)，采用光刻工艺及刻蚀工艺将所述切割道内的外延结构去除；步骤4)，于所述N电极引线区域制作N电极引线；步骤5)，沉积绝缘层，并采用光刻工艺及刻蚀工艺于N电极引线的部分区域以及P电极引线区域制作开孔，P电极引线的开孔的一端延伸至所述切割道区域的第一边缘；步骤6)，制作P电极引线、P焊盘以及N焊盘，所述P电极引线制作于P电极引线的开孔，所述P焊盘制作于与P电极引线相连的切割道的第一边缘区域，所述N焊盘制作于切割道的第一边缘区域并通过开孔与N电极引线相连。作为本专利技术的立式LED芯片的制作方法的一种有优选方案，所述N型层、量子阱层、P型层的基体材料为GaN，所述透明导电层的材料为ITO。作为本专利技术的立式LED芯片的制作方法的一种有优选方案，步骤2)中，切割道及N电极引线区域的刻蚀深度为直至所述外延结构内1～2μm，以形成所述台面。作为本专利技术的立式LED芯片的制作方法的一种有优选方案，步骤4)包括：步骤4-1)，旋涂光刻胶，通过显影的方法将N电极引线区域的光刻胶去除露出N型层表面；步骤4-2)，进行金属蒸镀，以于裸露的N型层表面以及光刻胶表面形成金属层；步骤4-3)，采用金属剥离的方法将非N电极引线区域的金属层进行剥离，以制作出N电极引线。作为本专利技术的立式LED芯片的制作方法的一种有优选方案，所述P焊盘及N焊盘的宽度范围为20～50μm。作为本专利技术的立式LED芯片的制作方法的一种有优选方案，所述P焊盘及N焊盘的距离为不小于50μm。作为本专利技术的立式LED芯片的制作方法的一种有优选方案，所述制作方法还包括步骤：步骤7)，依据各切割道将LED芯片进行裂片，获得LED芯片单元；步骤8)，将LED芯片单元形成有N焊盘及P焊盘的第一边缘侧立于基底，并藉由焊膏将所述N焊盘及P焊盘焊接于所述基底的电极引线上，实现电性引出。作为本专利技术的立式LED芯片的制作方法的一种有优选方案，所述基底为制作有电极引线的陶瓷基底。本专利技术还提供一种立式LED芯片，包括：衬底；外延结构，包括依次层叠的N型层、量子阱层以及P型层；透明导电层，形成于所述外延结构表面；台面，形成于切割道及紧靠于所述切割道的第一边缘的N电极引线区域，所述台面直至N型层内部；N电极引线，形成于所述N电极引线区域；绝缘层，其于N电极引线的部分区域以及P电极引线区域具有开孔，且所述P电极引线的开孔的一端延伸至所述切割道区域的第一边缘；P电极引线，形成于P电极引线的开孔内；P焊盘，形成于切割道的第一边缘区域，并与所述P电极引线相连；N焊盘，形成于切割道的第一边缘区域，并通过开孔与N电极引线相连。作为本专利技术的立式LED芯片的一种优选方案，所述N型层、量子阱层、P型层的基体材料为GaN，所述透明导电层的材料为ITO。作为本专利技术的立式LED芯片的一种优选方案，所述切割道及N电极引线区域的台面的深度为直至所述外延结构内1～2μm。作为本专利技术的立式LED芯片的一种优选方案，所述P焊盘及N焊盘的宽度范围为20～50μm。作为本专利技术的立式LED芯片的一种优选方案，所述P焊盘及N焊盘的距离为不小于50μm。作为本专利技术的立式LED芯片的一种优选方案，所述立式LED芯片还包括基底，所述N焊盘及P焊盘的第一边缘侧立于所述基底，并藉由焊膏焊接于所述基底的电极引线上，实现电性引出。作为本专利技术的立式LED芯片的一种优选方案，所述基底为表面制作有电极引线的陶瓷基底。如上所述，本专利技术的立式LED芯片及其制作方法，具有以下有益效果：本专利技术通过将P电极焊盘及N电极焊盘制作于LED芯片的同一边缘上，并通过侧立的方式将N电极焊盘及P电极焊盘焊接于支撑衬底，实现电性引出，使得LED芯片的正面以及背面都可以同时出光，不需要制作反射镜等结构，降低了LED芯片的制作成本，并大大提高了LED芯片的出光效率。本专利技术通过芯片结构的调整使LED芯片具备正反面同时出光的特性，可以增加一倍的LED芯片有效出光面积。本专利技术结构和制作方法简单，可有效提高LED亮度，在半导体照明领域具有广泛的应用前景。附图说明图1显示为现有技术中正装LED芯片结构的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立式LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：步骤1)，提供一衬底、于所述衬底表面依次形成包括N型层、量子阱层、P型层的外延结构，于所述外延结构表面形成透明导电层；步骤2)，于外延结构表面形成阻挡层，去除切割道及紧靠于所述切割道的第一边缘的N电极引线区域的阻挡层，并进一步刻蚀出直至所述N型层内部的台面；步骤3)，采用光刻工艺及刻蚀工艺将所述切割道内的外延结构去除；步骤4)，于所述N电极引线区域制作N电极引线；步骤5)，沉积绝缘层，并采用光刻工艺及刻蚀工艺于N电极引线的部分区域以及P电极引线区域制作开孔，P电极引线的开孔的一端延伸至所述切割道区域的第一边缘；步骤6)，制作P电极引线、P焊盘以及N焊盘，所述P电极引线制作于P电极引线的开孔，所述P焊盘制作于与P电极引线相连的切割道的第一边缘区域，所述N焊盘制作于切割道的第一边缘区域并通过开孔与N电极引线相连。

【技术特征摘要】
1.一种立式LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：步骤1)，提供一衬底、于所述衬底表面依次形成包括N型层、量子阱层、P型层的外延结构，于所述外延结构表面形成透明导电层；步骤2)，于外延结构表面形成阻挡层，去除切割道及紧靠于所述切割道的第一边缘的N电极引线区域的阻挡层，并进一步刻蚀出直至所述N型层内部的台面；步骤3)，采用光刻工艺及刻蚀工艺将所述切割道内的外延结构去除；步骤4)，于所述N电极引线区域制作N电极引线；步骤5)，沉积绝缘层，并采用光刻工艺及刻蚀工艺于N电极引线的部分区域以及P电极引线区域制作开孔，P电极引线的开孔的一端延伸至所述切割道区域的第一边缘；步骤6)，制作P电极引线、P焊盘以及N焊盘，所述P电极引线制作于P电极引线的开孔，所述P焊盘制作于与P电极引线相连的切割道的第一边缘区域，所述N焊盘制作于切割道的第一边缘区域并通过开孔与N电极引线相连。2.根据权利要求1所述的立式LED芯片的制作方法，其特征在于：所述N型层、量子阱层、P型层的基体材料为GaN，所述透明导电层的材料为ITO。3.根据权利要求1所述的立式LED芯片的制作方法，其特征在于：步骤2)中，切割道及N电极引线区域的刻蚀深度为直至所述外延结构内1～2μm，以形成所述台面。4.根据权利要求1所述的立式LED芯片的制作方法，其特征在于：步骤4)包括：步骤4-1)，旋涂光刻胶，通过显影的方法将N电极引线区域的光刻胶去除露出N型层表面；步骤4-2)，进行金属蒸镀，以于裸露的N型层表面以及光刻胶表面形成金属层；步骤4-3)，采用金属剥离的方法将非N电极引线区域的金属层进行剥离，以制作出N电极引线。5.根据权利要求1所述的立式LED芯片的制作方法，其特征在于：所述P焊盘及N焊盘的宽度范围为20～50μm。6.根据权利要求1所述的立式LED芯片的制作方法，其特征在于：所述P焊盘及N焊盘的距离为不小于50μm。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，常文斌，林宇杰，
申请(专利权)人：上海博恩世通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31