一种电容复合式LED芯片及其制作方法技术

本申请公开一种电容复合式LED芯片及其制作方法，包括：多层金属层形成电容，使得芯片具有很好的线性元器件的IV状态，即电流瞬间加注时导致电容感应充电且有反向充电电压，因此LED芯片本身收到的电压较小，电流也较小，所以LED亮度会缓慢变化，当电流突然截止时，电容会进行放电，从而使得LED芯片亮度缓慢变化直至关闭。另外，键合层与第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接；第三金属层在导电衬底上的投影围绕第一金属层和第二金属层的投影。使得电流通过LED芯片的四周流通，电流比较分散，不再集中，也降低了LED芯片对电流的敏感度。

A Capacitor Composite DBR Flip Chip and Its Fabrication Method

This application discloses a capacitive composite DBR flip chip and its fabrication method, including: multi-layer metal layer forming capacitance, which makes the chip have a good IV state of linear components, that is, capacitance induction charging and reverse charging voltage when the current is instantaneously charged, so the voltage received by the LED chip itself is small, and the current is also comparable. Small, so the brightness of the LED will change slowly. When the current suddenly cuts off, the capacitor will discharge, which makes the brightness of the LED chip change slowly until it is turned off. In addition, the bonding layer and the first semiconductor layer are electrically connected through the third metal layer, and the projection of the third metal layer on the conductive substrate surrounds the first metal layer and the second metal layer. It makes the current circulate around the LED chip. The current is more dispersed and no longer concentrated. It also reduces the sensitivity of the LED chip to the current.

【技术实现步骤摘要】
一种电容复合式DBR倒装芯片及其制作方法
本专利技术涉及半导体器件制作
，尤其涉及一种电容复合式DBR倒装芯片及其制作方法。
技术介绍
随着上世纪九十年代，第一个蓝光LED的诞生，发光二极管(Lightemittingdiode，简称LED)技术有了飞速的发展，使LED芯片广泛应用于照明、指示、显示和背光源等各类场合中，尤其是蓝光芯片的面世，使得制造一种大功率、低能耗、寿命长的白光照明光源成为现实。随着外延生长技术的优化和改进，LED芯片的内量子效率最高能达到80％以上，因此提高芯片的光学性能，更多地要从外量子效率出发进行解决，尽可能提高光萃取效率。目前主流的用于提高光萃取效率的制备技术是金属反射镜或DBR的制备，其中经常采用的金属反射镜有Al镜和Ag镜，至于DBR(DistributedBraggReflector，即分布式布拉格反射镜)的制备则经常使用二氧化硅、二氧化钛、五氧化二钽、氮化铝、氮化硅等折射率相差较大的氧化物或氮化物材料。由于正装芯片存在金属电极对出光的遮挡和吸收的问题，还有蓝宝石衬底的热导率(35W/(m·K))较小而导致的散热问题，因此对于制备大功率的蓝光芯片，采用倒装工艺进行制备尤为合适。但是现有技术中的四元系倒装芯片对电流变化非常敏感，造成LED芯片的亮度变化较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种电容复合式DBR倒装芯片及其制作方法，以解决现有技术中LED倒装芯片对电流敏感，容易出现亮度变化较大的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种电容复合式DBR倒装芯片，包括：导电衬底，所述导电衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；位于所述导电衬底第一表面的第一电极；位于所述导电衬底第二表面的键合层；位于所述键合层背离所述导电衬底一侧的第一金属层；位于所述第一金属层背离所述导电衬底一侧的第二金属层；位于所述第二金属层背离所述导电衬底一侧的外延结构，所述外延结构沿背离所述导电衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层；位于所述外延结构背离所述导电衬底表面的第二电极；其中，所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置，在所述导电衬底上的投影具有重叠部分；且所述第一金属层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接；所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第二金属层的投影。优选地，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一介质层。优选地，所述第二金属层与所述外延结构之间设置有第二介质层。优选地，所述第一金属层与所述第二金属层之间还包括第四金属层，所述第四金属层与所述第一金属层和所述第二金属层均绝缘设置。优选地，所述键合层与所述第一金属层、所述第四金属层的材质相同，均为金；所述第二金属层的材质为金和锌的合金。优选地，在所述第一型半导体层朝向所述导电衬底的表面还设置有透明导电层。优选地，所述导电衬底为硅衬底。本专利技术还提供一种电容复合式DBR倒装芯片制作方法，用于制作形成上述任意一项所述的电容复合式DBR倒装芯片，所述电容复合式DBR倒装芯片制作方法包括：提供临时衬底；形成外延结构，所述外延结构覆盖所述临时衬底，所述外延结构包括第一型半导体层、有源层和第二型半导体层；在所述外延结构上形成第二金属层，所述第二金属层包括位于中间区域的第一子金属层和围绕所述第一子金属层，且所述第一子金属层绝缘设置的第二子金属层；在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第一金属层，所述第一金属层与所述第一子金属层绝缘设置，且覆盖所述第二金属层；提供导电衬底；在所述导电衬底的一个表面形成键合层；将所述导电衬底上的键合层与所述第一金属层键合；去除所述临时衬底；在所述导电衬底背离键合层的表面形成第一电极，在所述外延结构表面形成第二电极。优选地，在所述去除所述临时衬底之后，还包括对所述外延结构表面进行表面粗化处理。优选地，所述在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第一金属层之前，还包括：在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第四金属层，所述第四金属层包括位于中间区域的第三子金属层和围绕所述第三子金属层，且与所述第三子金属层绝缘设置的第四子金属层，其中，所述第四子金属层与所述第三子金属层绝缘设置，且在所述临时衬底上的投影具有重叠部分，所述第二子金属层与所述第四子金属层电性接触。优选地，在所述形成外延结构之后还包括：在所述外延结构表面形成透明导电层。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的电容复合式DBR倒装芯片，包括：导电衬底，位于导电衬底第一表面的第一电极；以及依次设置在导电衬底上的键合层、第一金属层、第二金属层、外延结构和第二电极；其中，所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置，在所述导电衬底上的投影具有重叠部分，也即第一金属层和第二金属层能够形成电容，由于多层金属层形成电容，使得芯片具有很好的线性元器件的IV状态，即电流瞬间加注时导致电容感应充电且有反向充电电压，因此LED芯片本身收到的电压较小，电流也较小，所以LED亮度会缓慢变化，当电流突然截止时，电容会进行放电，从而使得LED芯片亮度缓慢变化直至关闭。也即，由于电容的存在，使得LED对电流的变化不再敏感，从而避免了LED芯片因为电流变化出现较大的亮度变化。另外，本专利技术中，所述键合层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接；所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第一金属层和所述第二金属层的投影。使得电流通过LED芯片的四周流通，电流比较分散，不再集中，也降低了LED芯片对电流的敏感度。本专利技术还提供一种电容复合式DBR倒装芯片制作方法，用于形成上面所述的电容复合式DBR倒装芯片。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中四元系倒装芯片的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种电容复合式DBR倒装芯片的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种电容复合式DBR倒装芯片的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种电容复合式DBR倒装芯片制作方法流程图；图5-图15为本专利技术实施例提供的电容复合式DBR倒装芯片制作方法的各制作步骤对应的工艺示意图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述的，现有技术中的倒装LED芯片对电流变化非常敏感，造成LED芯片的亮度变化较大。专利技术人发现，出现上述现象的原因是，如图1所示，图1为现有技术中四元系倒装芯片的结构示意图；所述四元系倒装芯片包括：Si衬底102，位于Si衬底102一个表面的背金101，位于Si衬底102另一个表面的键合层103，键合层103与镜面反射层104键合，镜面反射层104上设置有介质膜，介质膜中设置有介质孔105，介质膜上设置有GaP层106，以及外延层107，外延层107上设置有电极焊盘108。其中，由于上述LED芯片为垂直结构，且电流方向沿电极焊盘108垂直上下方向，方向单一且集中，在介质空105周围容易导致芯片对于电流变化非常敏感。基于此，本专利技术提供一种电容复合式DBR倒装芯片，包括：导电衬底，所述导电衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，包括：导电衬底，所述导电衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；位于所述导电衬底第一表面的第一电极；位于所述导电衬底第二表面的键合层；位于所述键合层背离所述导电衬底一侧的第一金属层；位于所述第一金属层背离所述导电衬底一侧的第二金属层；位于所述第二金属层背离所述导电衬底一侧的外延结构，所述外延结构沿背离所述导电衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层；位于所述外延结构背离所述导电衬底表面的第二电极；其中，所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置，在所述导电衬底上的投影具有重叠部分；且所述第一金属层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接；所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第二金属层的投影。

【技术特征摘要】
1.一种电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，包括：导电衬底，所述导电衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；位于所述导电衬底第一表面的第一电极；位于所述导电衬底第二表面的键合层；位于所述键合层背离所述导电衬底一侧的第一金属层；位于所述第一金属层背离所述导电衬底一侧的第二金属层；位于所述第二金属层背离所述导电衬底一侧的外延结构，所述外延结构沿背离所述导电衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层；位于所述外延结构背离所述导电衬底表面的第二电极；其中，所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置，在所述导电衬底上的投影具有重叠部分；且所述第一金属层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接；所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第二金属层的投影。2.根据权利要求1所述的电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一介质层。3.根据权利要求2所述的电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，所述第二金属层与所述外延结构之间设置有第二介质层。4.根据权利要求3所述的电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，所述第一金属层与所述第二金属层层之间还包括第四金属层，所述第四金属层与所述第一金属层和所述第二金属层均绝缘设置。5.根据权利要求4所述的电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，所述键合层与所述第一金属层、所述第四金属层的材质相同，均为金；所述第二金属层的材质为金和锌的合金。6.根据权利要求1所述的电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，在所述第一型半导体层朝向所述导电衬底的表面还设置有透明导电层。7.根据权利要求1-6任意一项所述的电容复合式DBR倒装芯片，其特征在于，所述导电衬底为硅衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵炆兼，贾钊，曹广亮，郭冠军，马祥柱，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32