一种薄膜倒装LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜倒装LED芯片及其制作方法。其中，薄膜倒装LED芯片的制作方法包括，提供LED晶圆；在LED晶圆上形成第二钝化层和第一键合层；提供硅基底，在其上形成第二键合层；将第一键合层与第二键合层进行键合，形成LED半成品；对所述LED半成品进行刻蚀，形成刻蚀至第一电极表面的第一孔洞和刻蚀至第二电极表面的第二孔洞；在第一孔洞和第二孔洞内沉积一层金属，形成第一焊盘和第二焊盘；移除衬底。本发明专利技术的制作方法，操作简单，不仅提高芯片的外量子效率，同时使芯片电流分布均匀。

A thin film flip chip LED chip and its making method

The invention discloses a thin film flip chip LED chip and a manufacturing method thereof. The fabrication method of flip chip includes providing LED wafer, forming a second passivation layer and a first bonding layer on the LED wafer, providing a silicon substrate on which a second bonding layer is formed, bonding the first bonding layer with the second bonding layer to form an LED semi-finished product, etching the LED semi-finished product and forming an etching. The first hole etched to the surface of the first electrode and the second hole etched to the surface of the second electrode; a layer of metal is deposited in the first hole and the second hole to form the first pad and the second pad; the substrate is removed. The fabrication method of the invention has simple operation, not only improves the external quantum efficiency of the chip, but also makes the current distribution of the chip uniform.

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜倒装LED芯片及其制作方法
本专利技术涉及发光二极管
，尤其涉及一种薄膜倒装LED芯片及其制作方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。现有的LED芯片主要包括正装LED芯片、倒装LED芯片和垂直LED芯片。与正装LED芯片和垂直LED芯片相比，倒装LED芯片具有免打线封装、散热更好、耐大电流冲击、外量子效率更高的优势。现有的倒装LED芯片一般在蓝宝石衬底上形成外延层和电极，然后将芯片焊接在基板上，而外延层发出的光从衬底一侧发出。但是，部分由外延层发出的光会被衬底吸收，从而降低LED芯片的外量子效率。现有的方法是将倒装LED芯片通过键合的方式固定在硅基板上，然后将蓝宝石衬底进行玻璃。公开号为CN107910406A的专利公开了一种薄膜结构的LED芯片及其制造方法，其制造方法包括：在晶圆表面制作芯片键合电极层，芯片键合电极层通过浅槽与N-GaN层连接；将晶圆与蒸镀有键合层的硅基板键合，硅基板的一表面蒸镀硅基板下电极层，硅基板的另一表面蒸镀硅基板键合电极层，将芯片键合电极层与硅基板键合电极层进行键合；将蓝宝石衬底剥离，在剥离面进行刻蚀形成开口，开口由N-GaN层的表面延伸至反射层；在上述步骤得到的开口处制作芯片正极焊盘层。上述专利在剥离面进行刻蚀，从而形成由N-GaN层的表面延伸至反射层的开口，并在反射层上形成正极焊盘，而位于硅基板下表面的电极即作为负极焊盘，其中，正极焊盘和负极焊盘的面积相差较大，容易导致芯片的电流分布不均，此外，电流需要从反射层经过硅基板、键合层等结构，才能激发MQW量子阱发光，从而提高了芯片的热阻。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种薄膜倒装LED芯片及其制作方法，提高芯片的外量子效率，同时使芯片电流分布均匀。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种薄膜倒装LED芯片的制作方法，包括：提供LED晶圆，所述LED晶圆包括衬底，依次设于衬底上的第一半导体层、有源层、第二半导体层、反射层和第一钝化层，设于第一钝化层表面及延伸至第一半导体层上的第一电极，贯穿第一钝化层并设置在反射层上的第二电极，第一电极和第二电极相互绝缘；在LED晶圆上形成第二钝化层和第一键合层；提供硅基底，在其上形成第二键合层；将第一键合层与第二键合层进行键合，形成LED半成品；对所述LED半成品进行刻蚀，形成刻蚀至第一电极表面的第一孔洞和刻蚀至第二电极表面的第二孔洞；在硅基底的表面、第一孔洞和第二孔洞的侧壁形成第三钝化层；在第一孔洞和第二孔洞内沉积一层金属，形成第一焊盘和第二焊盘；移除衬底。作为上述方案的改进，所述LED晶圆还包括设于第二半导体层和反射层之间的透明导电层和设于反射层上的金属阻挡层。作为上述方案的改进，形成LED晶圆包括以下步骤：提供衬底；在衬底上形成外延层，所述外延层包括依次设于衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层；对所述外延层进行刻蚀，形成刻蚀至第一半导体层的裸露区域；在所述第二半导体层上依次形成透明导电层、反射层和金属阻挡层，得到LED初品；在所述LED初品上形成第一钝化层；对所述第一钝化层进行刻蚀，形成刻蚀至第一半导体层上的第三孔洞和刻蚀至金属阻挡层上的第四孔洞；在第一钝化层表面及第三孔洞内沉积金属，形成第一电极，在第四孔洞内沉积金属，形成第二电极。作为上述方案的改进，对所述LED半成品进行刻蚀，包括以下步骤：采用干法刻蚀工艺对所述硅片进行刻蚀，刻蚀至第二键合层表面，在第一电极上方形成第一孔洞，在第二电极上方形成第二孔洞；采用湿法刻蚀工艺对第一孔洞和第二孔洞内的第二键合层和第一键合层进行刻蚀，使得第一孔洞和第二孔洞分别刻蚀至第二钝化层；采用干法或湿法刻蚀工艺对第一孔洞和第二孔洞内的第二钝化层进行刻蚀，使得第一孔洞刻蚀至第一电极表面，第二孔洞刻蚀至第二电极表面。作为上述方案的改进，第一孔洞和第二孔洞均位于反射层的上方。作为上述方案的改进，第一孔洞和第二孔洞的直径由上往下递减。作为上述方案的改进，第一焊盘和第二焊盘的面积相等。作为上述方案的改进，位于第一钝化层上的第一电极与第二电极的高度相等。作为上述方案的改进，形成LED半成品的热压键合温度为200-300℃，热压键合压力为300-2000kg/m2。相应地，本专利技术还提供了一种薄膜倒装LED芯片，包括：LED晶圆，所述LED晶圆包括第一半导体层，依次设于第一半导体层上的有源层、第二半导体层、反射层和第一钝化层，设于第一钝化层表面及延伸至第一半导体层上的第一电极，贯穿第一钝化层并设置在反射层上的第二电极，第一电极和第二电极相互绝缘；依次设于LED晶圆上的第二钝化层、第一键合层、第二键合层和硅基底；第一焊盘，所述第一焊盘贯穿硅基底、第二键合层、第一键合层和第二钝化层，并与第一电极导电连接；第二焊盘，所述第二焊盘贯穿硅基底、第二键合层、第一键合层和第二钝化层，并与第二电极导电连接；设置在硅基底表面、第一焊盘和第二焊盘侧壁的第三钝化层。实施本专利技术，具有如下有益效果：1、本专利技术提供了一种薄膜倒装LED芯片的制作方法，通过在LED晶圆上形成第一键合层，在硅基底上形成第二键合层，并将第一键合层和第二键合层进行键合，将LED晶圆转移到硅基底上，从而将衬底移除，提高芯片的出光效率。2、本专利技术对第一电极的结构进行了优化，将第一电极设置在第一钝化层的预设表面并延伸至第一半导体层上，与第一半导体层电连接，使得芯片的电流分布更加均匀，减短电流的流动路径，便于将第一电极引出与第一焊盘进行导电连接。3、为了配合对第一电极的结构进行优化，本专利技术通过第一钝化层和第二钝化层的相互配合，使得第一电极和第二电极相互绝缘，并使得第一键合层能够设置在LED晶圆上。4、第一焊盘和第二焊盘的直径右上往下递减，仅可以减少对各层结构的损伤，还可以减少形成焊盘的材料，降低成本。附图说明图1是本专利技术一种薄膜倒装LED芯片的制作流程图；图2是本专利技术LED晶圆的制作流程图；图3是本专利技术对LED半成品进行刻蚀的流程图；图4是本专利技术一种薄膜倒装LED芯片的结构示意图；图5是本专利技术另一实施例的一种薄膜倒装LED芯片的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。本实施例提供了一种薄膜倒装LED芯片的制作方法，其流程图如图1所示，包括以下步骤：S101：提供LED晶圆，所述LED晶圆包括衬底，依次设于衬底上的第一半导体层、有源层、第二半导体层、反射层和第一钝化层，设于第一钝化层表面及延伸至第一半导体层上的第一电极，贯穿第一钝化层并设置在反射层上的第二电极，第一电极和第二电极相互绝缘。为了防止LED晶圆的载流子聚集在一起，高芯片的出光效率，所述LED晶圆还包括设于第二半导体层和反射层之间的透明导电层。为了防止反射层中的金属反射迁移，提高芯片的外量子效率，所述LED晶圆还包括设于反射层上的金属阻挡层。具体的，参见图2，形成LED晶圆包括以下步骤：S201：提供衬底。所述衬底的材料可以为蓝宝石、碳化硅或硅，也可以为其他半导体材料，本实施例中的衬底优选为蓝宝石衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜倒装LED芯片的制作方法，包括：提供LED晶圆，所述LED晶圆包括衬底，依次设于衬底上的第一半导体层、有源层、第二半导体层、反射层和第一钝化层，设于第一钝化层表面及延伸至第一半导体层上的第一电极，贯穿第一钝化层并设置在反射层上的第二电极，第一电极和第二电极相互绝缘；在LED晶圆上形成第二钝化层和第一键合层；提供硅基底，在其上形成第二键合层；将第一键合层与第二键合层进行键合，形成LED半成品；对所述LED半成品进行刻蚀，形成刻蚀至第一电极表面的第一孔洞和刻蚀至第二电极表面的第二孔洞；在硅基底的表面、第一孔洞和第二孔洞的侧壁形成第三钝化层；在第三孔洞和第四孔洞内沉积一层金属，形成第一焊盘和第二焊盘；移除衬底。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜倒装LED芯片的制作方法，包括：提供LED晶圆，所述LED晶圆包括衬底，依次设于衬底上的第一半导体层、有源层、第二半导体层、反射层和第一钝化层，设于第一钝化层表面及延伸至第一半导体层上的第一电极，贯穿第一钝化层并设置在反射层上的第二电极，第一电极和第二电极相互绝缘；在LED晶圆上形成第二钝化层和第一键合层；提供硅基底，在其上形成第二键合层；将第一键合层与第二键合层进行键合，形成LED半成品；对所述LED半成品进行刻蚀，形成刻蚀至第一电极表面的第一孔洞和刻蚀至第二电极表面的第二孔洞；在硅基底的表面、第一孔洞和第二孔洞的侧壁形成第三钝化层；在第三孔洞和第四孔洞内沉积一层金属，形成第一焊盘和第二焊盘；移除衬底。2.根据权利要求1所述的薄膜倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述LED晶圆还包括设于第二半导体层和反射层之间的透明导电层和设于反射层上的金属阻挡层。3.根据权利要求2所述的薄膜倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，形成LED晶圆包括以下步骤：提供衬底；在衬底上形成外延层，所述外延层包括依次设于衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层；对所述外延层进行刻蚀，形成刻蚀至第一半导体层的裸露区域；在所述第二半导体层上依次形成透明导电层、反射层和金属阻挡层，得到LED初品；在所述LED初品上形成第一钝化层；对所述第一钝化层进行刻蚀，形成刻蚀至第一半导体层上的第三孔洞和刻蚀至金属阻挡层上的第四孔洞；在第一钝化层表面及第三孔洞内沉积金属，形成第一电极，在第四孔洞内沉积金属，形成第二电极。4.根据权利要求1所述的薄膜倒装LED芯片的制作方法，其特征在于，对所述LED半成品进行刻蚀，包括以下步骤：采用干法刻蚀工艺对所述硅片进行刻蚀，刻蚀至第二键合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44