一种红光LED倒装芯片结构及制备方法技术

本发明专利技术提供一种红光LED倒装芯片结构及制备方法，包括蓝光LED倒装芯片和设在所述蓝光LED倒装芯片上的第二红光量子阱结构，所述第二红光量子阱结构上设有DBR，蓝光LED倒装芯片采用电注入发光，对设有所述DBR的所述第二红光量子阱结构进行泵浦，所述第二红光量子阱结构被光致发光，所述DBR对蓝光进行反射并对红光进行増透，用于实现发射窄带宽的红光。本发明专利技术降低红光LED倒装芯片制备工艺难度，提高芯片成品率和可靠性，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种红光LED倒装芯片结构及制备方法
本专利技术属于光电子器件
，具体涉及一种红光LED倒装芯片结构及制备方法。
技术介绍
随着LED在芯片制造、集成封装、显示控制和工艺技术上的不断进步，LED不仅逐步取代荧光灯成为第三代民用光源，而且LED全彩显示屏也逐渐从户外应用发展到室内应用。LED全彩显示屏的像素点距逐渐减小，高清小间距LED显示以其自发光、高效节能、整体无拼缝、寿命长、响应速度快、对比度高等优点将引领LED显示的发展趋势，在未来迎来爆发式增长。实现高清显示的关键技术是缩小显示屏发光像素的尺寸。目前最好的方法是采用红、绿、蓝LED倒装芯片倒装焊或回流焊到PCB电路板上，每个像素摆放红、绿、蓝三颗倒装芯片，将像素排列成阵列形式，采用扫描驱动。由于LED倒装芯片相比正装芯片或垂直芯片无需打线，因此节省了像素面积，但LED红光芯片是GaAs材料体系，若制作倒装结构，其工艺复杂、成品率很低。红光LED是GaAs半导体衬底上同质外延AlGaAs等发光材料制备而成，若制备成同面电极的倒装结构芯片，需要剥离掉这个半导体衬底，再粘接一个绝缘衬底才能进行后续的与蓝光和绿光LED一样的芯片制备工艺，比如：刻蚀、光刻、蒸镀、腐蚀等工艺。因此，红光LED由于制备工艺步骤多、周期长和工艺难度大，使得最终成品率低、成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种红光LED倒装芯片结构及制备方法，降低红光LED倒装芯片制备工艺难度，提高芯片成品率和可靠性，节约成本。本专利技术提供了如下的技术方案：一种红光LED倒装芯片结构，包括蓝光LED倒装芯片和设在所述蓝光LED倒装芯片上的第二红光量子阱结构，所述第二红光量子阱结构上设有DBR，蓝光LED倒装芯片采用电注入发光，对设有所述DBR的所述第二红光量子阱结构进行泵浦，所述第二红光量子阱结构被光致发光，所述DBR对蓝光进行反射并对红光进行増透，用于实现发射窄带宽的红光。优选的，所述蓝光LED倒装芯片包括蓝宝石衬底以及依次设在所述蓝宝石衬底上的GaN缓冲层、N-GaN、多量子阱、P-GaN和PN电极，所述第二红光量子阱设在所述蓝宝石衬底上。优选的，所述第二红光量子阱包括AlGaInP/GaInP多量子阱和所述DBR，所述DBR与所述AlGaInP/GaInP多量子阱之间设有硅胶，所述AlGaInP/GaInP多量子阱与所述蓝宝石衬底之间设有SiO2，所述AlGaInP/GaInP多量子阱通过所述SiO2与所述蓝宝石衬底键合。一种红光LED倒装芯片结构的制备方法，包括以下步骤：S1：制备蓝光LED倒装芯片，在蓝宝石衬底上采用MOCVD生长LED外延结构，依次生长GaN缓冲层、N-GaN、多量子阱以及P-GaN，然后经过ICP刻蚀、PN电极制备、减薄、切割成芯片；S2：制备第一红光量子阱结构，在GaAs衬底上采用MOCVD生长GaInP腐蚀停止层、AlAs牺牲层和AlGaInP/GaInP量子阱；S3：在透明衬底上生长光学膜反射镜DBR，反射蓝光增透红光；S4：将DBR粘到第一红光量子阱结构的AlGaInP/GaInP量子阱上，腐蚀掉第一红光量子阱结构的GaAs衬底，形成第二红光量子阱结构；S5：将蓝光倒装芯片的衬底面与步骤S4的AlGaInP/GaInP量子阱键合到一起，形成新型红光LED倒装芯片结构。优选的，将新型红光LED倒装芯片结构切割成与蓝光LED倒装芯片相同大小，电流驱动蓝光LED倒装芯片，实现蓝光泵浦红光量子阱结构，发射红光的目的。优选的，所述蓝宝石衬底通过SiO2与所述AlGaInP/GaInP量子阱键合。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种新型红光LED倒装芯片结构和制备方法，大大简化了工艺、节约了倒装LED红光芯片的制备成本；本专利技术采用成熟的倒装LED蓝光芯片作为泵浦源，泵浦红光量子阱结构光致发光，再通过DBR选择红光出射，使得红光带宽更窄，光色更纯，且波长随电流和温度漂移更小。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术蓝光LED倒装芯片结构示意图；图2是本专利技术红光LED量子阱结构示意图；图3是本专利技术红光LED倒装结构示意图；图中标记为：1.蓝光LED倒装芯片；1-1.蓝宝石衬底；1-2.GaN缓冲层；1-3.N-GaN；1-4.多量子阱；1-5.P-GaN；1-6.PN电极；2.第一红光量子阱结构；2-1.GaAs衬底；2-2.GaInP腐蚀停止层；2-3.AlAs牺牲层；2-4.AlGaInP/GaInP多量子阱；3.硅胶；4.DBR；5.第二红光量子阱结构；6.SiO2；7.新型红光LED倒装结构。具体实施方式如图1-图3所示，一种红光LED倒装芯片结构，包括蓝光LED倒装芯片1以及位于蓝光LED倒装芯片1上的带有DBR4的第二红光量子阱结构5。蓝光LED倒装芯片1采用电注入发光，对其上带有DBR4的第二红光量子阱结构5进行泵浦，红光量子阱结构5因此被光致发光，位于红光量子阱谐振腔结构上的DBR4对蓝光进行反射，对红光进行増透，因此达到发射窄带宽的红光的目的。如图1-图3所示，一种红光LED倒装芯片结构的制备方法，具体的：A、制备蓝光LED倒装芯片1：1)在蓝宝石衬底1-1上采用MOCVD生长LED外延结构，依次生长GaN缓冲层1-2、N-GaN1-3、多量子阱1-4以及P-GaN1-5，外延结构总厚度7um；2)采用ICP刻蚀工艺刻蚀掉一侧P-GaN1-5、多量子阱1-4和部分N-GaN1-3，深度1um；3)制作PN电极1-6，在没有刻蚀的台面上，采用电子束蒸发蒸镀P面反射镜电极NiAgPtAu1.5um并制备图形，在刻蚀后的台面上，采用电子束蒸发蒸镀N面电极CrPtAu2.5um并制备图形；4)将片子减薄到80um，然后激光划片和裂片后，成为一个个蓝光LED倒装芯片。B、制备第一红光量子阱结构2：在GaAs衬底2-1上采用MOCVD生长GaInP腐蚀停止层2-2、AlAs牺牲层2-3、和AlGaInP/GaInP量子阱2-4，外延结构总厚度2um。C、在透明衬底上生长反射镜DBR4：在玻璃或蓝宝石(厚度50-80um)衬底上采用电子束蒸发或离子束溅射工艺制备光学膜DBR4，由10-50对TiO2/SiO2或Ta2O5/SiO2组成，该光学模具有反射蓝光，增透红光的功能。D、DBR4与第一红光量子阱结构2相粘接：将DBR4用硅胶3粘到第一红光量子阱结构2的多量子阱2-4上，采用乙酸：磷酸：双氧水(3:1:1)，腐蚀掉第一红光量子阱结构2的GaAs衬底2-1，形成带有DBR的无GaAs衬底的第二红光量子阱结构5；E、蓝光LED倒装芯片1与第二红光量子阱结构5键合：将蓝光LED倒装芯片1的蓝宝石衬底面1-1，与上述步骤D中第二红光量子阱结构5的多量子阱2-4，通过SiO26键合到一起，形成新型红光LED倒装芯片结构7。F、新型红光LED倒装芯片：将新型红光LED倒装芯片结构7采用激光划裂和切割，形成与蓝光LED倒装芯片1相同大小，给电极1-6加驱动电流，达到光泵浦红光量子阱结构，发射红光的目的。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红光LED倒装芯片结构，其特征在于，包括蓝光LED倒装芯片和设在所述蓝光LED倒装芯片上的第二红光量子阱结构，所述第二红光量子阱结构上设有DBR，蓝光LED倒装芯片采用电注入发光，对设有所述DBR的所述第二红光量子阱结构进行泵浦，所述第二红光量子阱结构被光致发光，所述DBR对蓝光进行反射并对红光进行増透，用于实现发射窄带宽的红光。

【技术特征摘要】
1.一种红光LED倒装芯片结构，其特征在于，包括蓝光LED倒装芯片和设在所述蓝光LED倒装芯片上的第二红光量子阱结构，所述第二红光量子阱结构上设有DBR，蓝光LED倒装芯片采用电注入发光，对设有所述DBR的所述第二红光量子阱结构进行泵浦，所述第二红光量子阱结构被光致发光，所述DBR对蓝光进行反射并对红光进行増透，用于实现发射窄带宽的红光。2.根据权利要求1所述的一种红光LED倒装芯片结构，其特征在于，所述蓝光LED倒装芯片包括蓝宝石衬底以及依次设在所述蓝宝石衬底上的GaN缓冲层、N-GaN、多量子阱、P-GaN和PN电极，所述第二红光量子阱设在所述蓝宝石衬底上。3.根据权利要求2所述的一种红光LED倒装芯片结构，其特征在于，所述第二红光量子阱包括AlGaInP/GaInP多量子阱和所述DBR，所述DBR与所述AlGaInP/GaInP多量子阱之间设有硅胶，所述AlGaInP/GaInP多量子阱与所述蓝宝石衬底之间设有SiO2，所述AlGaInP/GaInP多量子阱通过所述SiO2与所述蓝宝石衬底键合。4.一种红光LED倒装芯片结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盼盼，王素景，
申请(专利权)人：南京阿吉必信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32