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；同时刻蚀出隔离沟槽以及至少一个N电极沟槽以形成Mesa平台；在Mesa平台之上形成欧姆接触层；在欧姆接触层之上形成至少一个P‑finger，在各N电极沟槽之上分别制作一个N‑finger；在整个芯片表面形成高反绝缘层；图形化高反绝缘层以在至少一个P‑finger之上形成P导电通道，在至少一个N‑finger之上形成N导电通道；制作覆盖全部P导电通道和全部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，提高光强；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; and etching the isolation trench and at least one N electrode to form a trench Mesa platform; ohmic contact layer on the Mesa platform; forming at least one P finger in the ohmic contact layer, respectively, making a N finger on each N electrode trench; forming high anti insulation layer in the chip surface; graphical high insulating layer to at least one P finger formed P conductive channel, at least one above the N finger formation of N conductive channel production; covering all P conductive channel and N channel P all conductive pad and N pad; chip. The invention can simultaneously avoid the conductive layer of the P electrode, absorb the light and the electrode pad to shade, improve the light intensity, 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同时刻蚀出隔离沟槽以及至少一个N电极沟槽以形成Mesa平台；S4：在所述Mesa平台之上形成欧姆接触层；S5：在所述欧姆接触层之上形成至少一个P-finger，在各所述N电极沟槽之上分别制作一个N-finger；S6：在S5之后的整个芯片表面形成高反绝缘层；S7：图形化所述高反绝缘层以在至少一个所述P-finger之上形成P导电通道，在至少一个所述N-finger之上形成N导电通道；S8：制作覆盖全部所述P导电通道和全部所述N导电通道的P焊垫和N焊垫；S9：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，所述隔离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电极沟槽和所述隔离沟槽以外的区域为所述Mesa平台。优选地，所述N电极沟槽和所述隔离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N-finger的边缘与对应的各所述N电极沟槽的边缘之间具有第二预设间距d2。优选地，在所述S9中，包含以下子步骤：S9-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S9-2：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S9中，包含以下子步骤：S9-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S9-2：将所述经过研磨抛光后的透光衬底进行表面粗化；S9-3：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S9中，包含以下子步骤：S9-1：对所述透光衬底进行研磨抛光；S9-2：通过激光剥离去除所述经过研磨抛光后的透光衬底；S9-3：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为形成了P-finger和N-dinger后的俯视图；图8为图7中沿a-a面的断面图；图9为形成高反绝缘层后的俯视图；图10为图9中沿a-a面的断面图；图11为图形化高反绝缘层后的俯视图；图12为图11中沿a-a面的断面图；图13为形成p焊垫和N焊垫后的俯视图；图14为图13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Buffer1013、N型半导体层N-GaN1014、发光层MQW1015和P型半导体层P-GaN10165。S3：在使用光刻胶保护的情况下，在每个芯片单元区域上都同时刻蚀出和隔离沟槽1002以及两个N电极沟槽1003以形成Mesa平台1004(即光刻胶保护的区域)，其中的隔离沟槽1002位于各芯片单元区域的边缘四周，且隔离沟槽1002和N1003N-GaN1013的内部，即刻蚀结束后，N电极沟槽1003和隔离沟槽1002的底部位于N-GaN10143的上下表面之间，每个芯片单元区域中除N电极沟槽1003和隔离沟槽1002以外的区域为Mesa平台1004，如图3和4。S4：在各Mesa平台10034的上表面形成覆盖部分Mesa平台1004的欧姆接触层1005，为了防止P电极与N电极之间短路，欧姆接触层1005的边缘至对应的各Mesa平台1004的边缘要留有第一预设间距d1，如图5和6。上述欧姆接触层1005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：为便于电流扩展，在两个N电极沟槽1003之上各制作一个N-finger1007，且在两个N电极沟槽1003之间以及两侧共交替制作三个P-finger1006，各N-finger1007的边缘与对应的各N电极沟槽1003的边缘之间具有第二预设间距d2，如图7和8。上述P-finger1006和N-finger1007的材料可以为Cr、Ag、Al、Ni、TiW、Pt、Au等金属材料，制备方法可以为E-beam、Sputter、ALD等。S6：为了隔离P型导电区域和N型导电区域以及保护Mesa平台1004边框洁净不导通，同时具备倒装芯片中主要区域高反射率的作用，在S5之后的整个芯片表面形成高反绝缘层1008，如图9和10。上述高反绝缘层1008的材料为不导电材料同时具有可本文档来自技高网...

【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同时刻蚀出隔离沟槽(1002)以及至少一个N电极沟槽(1003)以形成Mesa平台(1004)；S4：在所述Mesa平台(1004)之上形成欧姆接触层(1005)；S5：在所述欧姆接触层(1005)之上形成至少一个P‑finger(1006)，在各所述N电极沟槽(1003)之上分别制作一个N‑finger(1007)；S6：在S5之后的整个芯片表面形成高反绝缘层(1008)；S7：图形化所述高反绝缘层(1008)以在至少一个所述P‑finger(1006)之上形成P导电通道(1009)，在至少一个所述N‑finger(1007)之上形成N导电通道(1010)；S8：制作覆盖全部所述P导电通道(1009)和全部所述N导电通道(1010)的P焊垫(1011)和N焊垫(1012)；S9：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同时刻蚀出隔离沟槽(1002)以及至少一个N电极沟槽(1003)以形成Mesa平台(1004)；S4：在所述Mesa平台(1004)之上形成欧姆接触层(1005)；S5：在所述欧姆接触层(1005)之上形成至少一个P-finger(1006)，在各所述N电极沟槽(1003)之上分别制作一个N-finger(1007)；S6：在S5之后的整个芯片表面形成高反绝缘层(1008)；S7：图形化所述高反绝缘层(1008)以在至少一个所述P-finger(1006)之上形成P导电通道(1009)，在至少一个所述N-finger(1007)之上形成N导电通道(1010)；S8：制作覆盖全部所述P导电通道(1009)和全部所述N导电通道(1010)的P焊垫(1011)和N焊垫(1012)；S9：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(1013)、N型半导体层N-GaN(1014)、发光层MQW(1015)和P型半导体层P-GaN(1016)。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(1003)和所述隔离沟槽(1002)的底部均位于所述N-GaN(1014)的上下表面之间。4.根据权利要求1...

【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