LED倒装芯片的制备方法技术

本发明专利技术涉及LED芯片工艺领域，公开了一种LED倒装芯片的制备方法，包括提供透光衬底；在透光衬底上生长外延层；在各芯片单元区域上刻蚀出N电极沟槽以形成Mesa平台；在Mesa平台之上形成P‑欧姆接触层；在P‑欧姆接触层之上形成反射层；在N电极沟槽上形成N‑欧姆接触层；制作覆盖各N电极沟槽、Mesa平台、反射层以及N‑欧姆接触层的隔离层；图形化隔离层以形成P导电通道和N导电通道；制作分别覆盖各P导电通道和各N导电通道的P焊垫和N焊垫；制作chip。本发明专利技术可以同时避开P电极上导电层吸收光和电极焊垫遮光，降低驱动电压及提高光强；减少电压转换时的能量损失，缓解电流积聚，便于光学设计。

Method for preparing LED flip chip

The present invention relates to the field of LED chip technology, and discloses a preparation method for LED flip chip, including transparent substrate; epitaxial growth layer on the transparent substrate; the chip unit area etched N electrode trench to form a Mesa platform; the formation of P ohmic contact layer on the Mesa platform; forming a reflection layer in the P ohmic contact layer; the formation of N ohmic contact layer in the N electrode groove; making the isolation layer covers each N electrode groove, Mesa platform, N reflection layer and an ohmic contact layer; the graphic isolation layer to form a conductive channel P and N conducting through road; production were covered and the N conductive the channel P conductive channel P pad and N pad; chip. The invention can avoid the conductive layer absorbing light and the electrode pad of the P electrode to shield the light at the same time, reduce the driving voltage and raise the light intensity, reduce the energy loss when the voltage is switched, alleviate the accumulation of the current, and facilitate the optical design.

【技术实现步骤摘要】
LED倒装芯片的制备方法
本专利技术涉及LED芯片的制作工艺领域，特别涉及一种LED倒装芯片的制备方法。
技术介绍
作为节能领域的支柱产业，LED行业从发展之初就受到政府的大力扶持。随着投资LED行业产能的不断增加，LED芯片的需求呈现出饱和趋势，导致市场对处于LED行业上游领域芯片成本要求越来越高。为了适应市场的需求，高良率、低成本、高光效成为LED芯片研发的重点。传统的蓝宝石衬底GaN芯片结构，P、N电极刚好位于芯片的出光面，在这种结构中，小部分p-GaN层和“发光”层被刻蚀，以便与下面的n-GaN层形成电接触；光从最上面的p-GaN层取出。p-GaN层有限的电导率要求在p-GaN层表面再沉淀一层电流扩散的导电层，这个电流扩散层会吸收部分光，从而降低芯片的出光效率；为了减少发射光的吸收，电流扩展层的厚度应减少到几百纳米，厚度的减少反过来又限制了电流扩散层在p-GaN层表面均匀和可靠地扩散大电流的能力。因此这种p型接触结构制约了LED芯片的工作功率，同时pn结的热量通过蓝宝石衬底导出去，导热路径较长，且蓝宝石的热导系数较金属低(为35W/mK)，因此，这种结构的LED芯片热阻会较大；此外，这种结构的p电极和引线也会挡住部分光线，所以，这种正装LED芯片的器件功率、出光效率和热性能均不可能是最优的。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种LED倒装芯片的制备方法，制备出的LED倒装芯片相对于正装LED芯片的电源转换效率有较大的提升。技术方案：本专利技术提供了一种LED倒装芯片的制备方法，包括以下步骤：S1：提供具有n个芯片单元区域A1、A2······An的透光衬底，一个所述芯片单元区域为一个所述LED倒装芯片，其中，n≥1；S2：在所述透光衬底上生长外延层；S3：在各所述芯片单元区域上刻蚀出N电极沟槽以形成Mesa平台；S4：在所述Mesa平台之上形成P-欧姆接触层；S5：在所述P-欧姆接触层之上形成反射层；S6：在所述隔离沟槽和所述N电极沟槽之上形成N-欧姆接触层；S7：制作覆盖各所述N电极沟槽、所述Mesa平台、所述反射层以及所述N-欧姆接触层的隔离层；S8：图形化所述隔离层以形成P导电通道和N导电通道；S9：制作分别覆盖各所述P导电通道和各所述N导电通道的P焊垫和N焊垫；S10：将各所述LED倒装芯片制作成chip。优选地，所述外延层自下而上依次为缓冲层Buffer、N型半导体层N-GaN、发光层MQW和P型半导体层P-GaN。优选地，在所述S3中，所述N电极沟槽位于各所述芯片单元区域的边缘四周，每个所述芯片单元区域中除所述N电极沟槽以外的区域为所述Mesa平台。优选地，所述N电极沟槽的底部位于所述N-GaN的上下表面之间。优选地，在所述S4中，所述P-欧姆接触层的边缘与所述Mesa平台的边缘之间具有第一预设间距d1；和/或，在所述S5中，各所述反射层的边缘与对应的所述Mesa平台的边缘之间具有第二预设间距d2，且所述d2＜d1；和/或，在所述S6中，所述N-欧姆接触层的边缘与所述Mesa平台的边缘之间具有第三预设间距d3。优选地，在所述S10中，包含以下子步骤：S11-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S11-2：激光划裂所述经过研磨抛光后的透光衬底，以将各所述LED倒装芯片分割成倒装chip。优选地，在所述S11中，包含以下子步骤：S11-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S11-2：将所述经过研磨抛光后的透光衬底进行表面粗化；S11-3：激光划裂所述经过表面粗化后的透光衬底，以将各所述LED倒装芯片分割成出光面粗化的倒装chip。优选地，在所述S11中，包含以下子步骤：S11-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S11-2：通过激光剥离去除所述经过研磨抛光后的透光衬底；S11-3：通过激光划裂将各所述LED倒装芯片分割成薄膜倒装chip。有益效果：本专利技术为了克服正装芯片的不足，将芯片制作成倒装结构，在这种结构中，光从透光衬底取出，不必从电流扩散层(即欧姆接触层)取出，由于不从电流扩散层出光，这样不透光的电流扩散层可以加厚，增加倒装芯片的电流密度。附图说明图1为生长了外延层的透明衬底的俯视图；图2为图1中沿a-a面的断面图；图3为刻蚀出Mesa平台后的俯视图；图4为图3中沿a-a面的断面图；图5为形成P-欧姆接触层后的俯视图；图6为图5中沿a-a面的断面图；图7为生长了反射层后的俯视图；图8为图7中沿a-a面的断面图；图9为形成N-欧姆接触层后的俯视图；图10为图9中沿a-a面的断面图；图11为形成隔离层后的俯视图；图12为图11中沿a-a面的断面图；图13为图形化隔离层后的俯视图；图14为图13中沿a-a面的断面图；图15为形成p焊垫和N焊垫后的俯视图；图16为图15中沿a-a面的断面图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细的介绍。实施方式1：本实施方式提供了一种LED倒装芯片的制备方法，主要包括以下步骤：S1：提供具有n个芯片单元区域A1、A2······An的透光衬底1001，一个该芯片单元区域即为一个LED倒装芯片，其中，n≥1，为了便于表述，本申请以下的描述中均以n＝1为例进行。上述透光衬底1001可以选择蓝宝石Al2O3或氮化镓GaN等。S2：在透光衬底1001上生长外延层。如图1和2，这里的外延层自下而上依次为缓冲层Buffer1012、N型半导体层N-GaN1013、发光层MQW1014和P型半导体层P-GaN1015。S3：在使用光刻胶保护的情况下，在每个芯片单元区域上都刻蚀出N电极沟槽1002以形成Mesa平台1003(即光刻胶保护的区域)，其中的N电极沟槽1002位于各芯片单元区域的边缘四周，而且刻蚀的深度至N-GaN1013的内部，即刻蚀结束后，N电极沟槽1002的底部位于N-GaN1013的上下表面之间，每个芯片单元区域中除N电极沟槽1002以外的区域为Mesa平台1003，如图3和4。S4：在各Mesa平台1003的上表面形成覆盖部分Mesa平台1003的P-欧姆接触层1004，为了防止P电极与N电极之间短路，P-欧姆接触层1004的边缘至对应的各Mesa平台1003的边缘要留有第一预设间距d1，如图5和6。上述P-欧姆接触层1004的材料可以为氧化铟锡ITO、氧化锌ZnO、掺铝氧化锌AZO或镍金AuNi等，制备方法可以为电子束蒸发E-beam、磁控溅射Sputter、原子层沉积ALD等。S5：在部分上述P-欧姆接触层1004之上形成反射层1005，各反射层1005覆盖全部的P-欧姆接触层1004，且各反射层1005的边缘与对应的Mesa平台1003的边缘之间具有第二预设间距d2，且d2＜d1，如图7和8。上述反射层1005为高反射金属层，高反射金属层可以为Ag、Al，也可以搭配适量的Ni镍、TiW钛钨等金属材料；S6：在部分上述N电极沟槽1002之上形成N-欧姆接触层1006；为了防止P电极与N电极之间短路，N-欧姆接触层1006的边缘与对应的各Mesa平台1003的边缘之间具有第三预设间距d3，如图9和10。N-欧姆接触层1006的材料可以为Cr\Al，或者后续增加Ni、Ti、Pt、Au等其它金属。S7：为了隔离P型导电区域和N型导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED倒装芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供具有n个芯片单元区域A1、A2······An的透光衬底(1001)，一个所述芯片单元区域为一个所述LED倒装芯片，其中，n≥1；S2：在所述透光衬底(1001)上生长外延层；S3：在各所述芯片单元区域上刻蚀出N电极沟槽(1002)以形成Mesa平台(1003)；S4：在所述Mesa平台(1003)之上形成P‑欧姆接触层(1004)；S5：在所述P‑欧姆接触层(1004)之上形成反射层(1005)；S6：在所述N电极沟槽(1002)之上形成N‑欧姆接触层(1006)；S7：制作覆盖各所述N电极沟槽(1002)、所述Mesa平台(1003)、所述反射层(1005)以及所述N‑欧姆接触层(1006)的隔离层(1007)；S8：图形化所述隔离层(1007)以形成P导电通道(1008)和N导电通道(1009)；S9：制作分别覆盖各所述P导电通道(1008)和各所述N导电通道(1009)的P焊垫(1010)和N焊垫(1011)；S10：将各所述LED倒装芯片制作成chip。

【技术特征摘要】
1.一种LED倒装芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供具有n个芯片单元区域A1、A2······An的透光衬底(1001)，一个所述芯片单元区域为一个所述LED倒装芯片，其中，n≥1；S2：在所述透光衬底(1001)上生长外延层；S3：在各所述芯片单元区域上刻蚀出N电极沟槽(1002)以形成Mesa平台(1003)；S4：在所述Mesa平台(1003)之上形成P-欧姆接触层(1004)；S5：在所述P-欧姆接触层(1004)之上形成反射层(1005)；S6：在所述N电极沟槽(1002)之上形成N-欧姆接触层(1006)；S7：制作覆盖各所述N电极沟槽(1002)、所述Mesa平台(1003)、所述反射层(1005)以及所述N-欧姆接触层(1006)的隔离层(1007)；S8：图形化所述隔离层(1007)以形成P导电通道(1008)和N导电通道(1009)；S9：制作分别覆盖各所述P导电通道(1008)和各所述N导电通道(1009)的P焊垫(1010)和N焊垫(1011)；S10：将各所述LED倒装芯片制作成chip。2.根据权利要求1所述的LED倒装芯片的制备方法，其特征在于，所述外延层自下而上依次为缓冲层Buffer(1012)、N型半导体层N-GaN(1013)、发光层MQW(1014)和P型半导体层P-GaN(1015)。3.根据权利要求2所述的LED倒装芯片的制备方法，其特征在于，所述N电极沟槽(1002)的底部位于所述N-GaN(1013)的上下表面之间。4.根据权利要求1所述的LED倒装芯片的制备方法，其特征在于，在所述S3中，所述N电极沟槽(1002)位于各所述芯片单元区域的边缘四...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智勇，张向飞，刘坚，
申请(专利权)人：淮安澳洋顺昌光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32