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，包括提供透光衬底并在其上生长外延层；在外延层上形成并图形化欧姆接触层以形成N电极沟槽预留槽、划裂沟槽预留槽以及Mesa平台预留台；在Mesa平台预留台之上形成反射层；刻蚀出N电极沟槽和划裂沟槽以形成Mesa平台；沉积并图形化第一隔离层形成第一P导电通道和第一N导电通道；形成重新布线层；形成并图形化第二隔离层以形成第二P导电通道和第二N导电通道；制作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。

【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：在所述外延层上方形成欧姆接触层；S4：图形化所述欧姆接触层以形成N电极沟槽预留槽、划裂沟槽预留槽以及Mesa平台预留台；S5：在所述Mesa平台预留台之上形成反射层；S6：在各所述N电极沟槽预留槽位置刻蚀出N电极沟槽，同时，在各所述划裂沟槽预留槽位置刻蚀出划裂沟槽，形成Mesa平台；S7：在所述S6结束后的整个LED倒装芯片表面上形成第一隔离层；S8：图形化所述第一隔离层以形成第一P导电通道和第一N导电通道；S9：在所述第一隔离层之上形成分别连通各所述第一P导电通道和各所述第一N导电通道的重新布线层；S10：在所述S9结束后的整个LED倒装芯片表面上形成第二隔离层；S11：图形化所述第二隔离层，以形成第二P导电通道和第二N导电通道；S12：制作分别覆盖各所述第二P导电通道(1008)和各所述第二N导电通道的P焊垫和N焊垫；S13：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，所述N电极沟槽和所述划裂沟槽的底部均位于所述N-GaN的上下表面之间。优选地，在所述S4中，所述划裂沟槽预留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电极沟槽预留槽和所述划裂沟槽预留槽以外的区域为所述Mesa平台预留台。优选地，在所述S5中，所述反射层的边缘距离所述Mesa平台预留台的边缘之间具有预设间距d1；和/或，在所述S6中，各所述Mesa平台预留台的边缘与对应的所述N电极沟槽的边缘之间具有第二预设间距d2；和/或，在所述S6中，各所述Mesa平台预留台的边缘与对应的所述划裂沟槽的边缘之间具有第三预设间距d3。优选地，在所述S13中，包含以下子步骤：S13-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S13-2：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S13中，包含以下子步骤：S13-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S13-2：将所述经过研磨抛光后的透光衬底进行表面粗化；S13-3：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S13中，包含以下子步骤：S13-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S13-2：通过激光剥离去除所述经过研磨抛光后的透光衬底；S13-3：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为生长了欧姆接触层后的俯视图；图4为图3中沿a-a面的断面图；图5为图形化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Mesa平台后的俯视图；图10为图9中沿a-a面的断面图；图11为形成第一隔离层后的俯视图；图12为图11中沿a-a面的断面图；图13为图形化第一隔离层后的俯视图；图14为图13中沿a-a面的断面图；图15为图13中沿b-b面的断面图；图16为形成重新布线层后的俯视图；图17为图16中沿a-a面的断面图；图18为图16中沿b-b面的断面图；图19为形成第二隔离层后的俯视图；图20为图19中沿a-a面的断面图；图21为图19中沿b-b面的断面图；图22为图形化第二隔离层后的俯视图；图23为图22中沿a-a面的断面图；图24为图22中沿b-b面的断面图；图25为形成p焊垫和N焊垫后的俯视图；图26为图25中沿a-a面的断面图；图27为图25中沿b-b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Buffer1019、N型半导体层N-GaN1020、发光层MQW1021和P型半导体层P-GaN1022。S3：在外延层上方形成欧姆接触层1002，如图3和4。欧姆接触层1002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。S4：图形化欧姆接触层1002以形成N电极沟槽预留槽1003、划裂沟槽预留槽1004以及Mesa平台预留台1005，如图5和6。S5：在Mesa平台预留台1005之上形成反射层1006；反射层1006的边缘与对应的Mesa平台预留台1005的边缘之间具有第一预设间距d1，如图7和8。上述反射层1006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；制备方法可以为E-beam、Sputter、ALD等。S6：在使用光刻胶保护的情况本文档来自技高网...

【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：在所述外延层上方形成欧姆接触层(1002)；S4：图形化所述欧姆接触层(1002)以形成N电极沟槽预留槽(1003)、划裂沟槽预留槽(1004)以及Mesa平台预留台(1005)；S5：在所述Mesa平台预留台(1005)之上形成反射层(1006)；S6：在各所述N电极沟槽预留槽(1003)位置刻蚀出N电极沟槽(1007)，同时，在各所述划裂沟槽预留槽(1004)位置刻蚀出划裂沟槽(1008)，形成Mesa平台(1009)；S7：在所述S6结束后的整个LED倒装芯片表面上形成第一隔离层(1010)；S8：图形化所述第一隔离层(1010)以形成第一P导电通道(1011)和第一N导电通道(1012)；S9：在所述第一隔离层(1010)之上形成分别连通各所述第一P导电通道(1011)和各所述第一N导电通道(1012)的重新布线层(1013)；S10：在所述S9结束后的整个LED倒装芯片表面上形成第二隔离层(1014)；S11：图形化所述第二隔离层(1014)，以形成第二P导电通道(1015)和第二N导电通道(1016)；S12：制作分别覆盖各所述第二P导电通道(1015)和各所述第二N导电通道(1016)的P焊垫(1017)和N焊垫(1018)；S13：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：在所述外延层上方形成欧姆接触层(1002)；S4：图形化所述欧姆接触层(1002)以形成N电极沟槽预留槽(1003)、划裂沟槽预留槽(1004)以及Mesa平台预留台(1005)；S5：在所述Mesa平台预留台(1005)之上形成反射层(1006)；S6：在各所述N电极沟槽预留槽(1003)位置刻蚀出N电极沟槽(1007)，同时，在各所述划裂沟槽预留槽(1004)位置刻蚀出划裂沟槽(1008)，形成Mesa平台(1009)；S7：在所述S6结束后的整个LED倒装芯片表面上形成第一隔离层(1010)；S8：图形化所述第一隔离层(1010)以形成第一P导电通道(1011)和第一N导电通道(1012)；S9：在所述第一隔离层(1010)之上形成分别连通各所述第一P导电通道(1011)和各所述第一N导电通道(1012)的重新布线层(1013)；S10：在所述S9结束后的整个LED倒装芯片表面上形成第二隔离层(1014)；S11：图形化所述第二隔离层(1014)，以形成第二P导电通道(1015)和第二N导电通道(1016)；S12：制作分别覆盖各所述第二P导电通道(1015)和各所述第二N导电通道(1016)的P焊垫(1017)和N焊垫(1018)；S13：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(1019)、N型半导体层N-GaN(1020)、发光层MQW(1021)和P型半导体层P-GaN(1022)。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(1007)和所述划裂沟槽(10...

【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