一种带有布线的集成LED芯片的制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体器件制备技术领域，具体涉及一种带有布线的集成LED芯片的制备方法，解决了如何制备获得一种带有布线的集成LED芯片的技术问题，该方法包括：在第一衬底正面制备阵列分布的LED芯片单元，在LED芯片单元正面沉积第一金属层，在第二衬底正面沉积第二金属层，第一金属层与第二金属层热压键合形成键合金属层，去除第一衬底，在键合金属层形成列向间隔分布的第二电极，在第二衬底背面沉积第二绝缘层、第三金属层，在第三金属层中形成行向间隔分布的第一电极，第二绝缘层用于防止第一电极与第二电极产生导通。电极与第二电极产生导通。电极与第二电极产生导通。

【技术实现步骤摘要】
一种带有布线的集成LED芯片的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种带有布线的集成LED芯片的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，显示屏使用的发光单元主要为：直插式LED灯珠、SMD贴片式LED灯珠、MIP封装灯珠或COB封装灯珠等，从结构上看，这些发光单元的本质都是单颗或多颗分立器件在不同封装结构中的具体应用。
[0003]但在分立器件制备过程中，受到各种工艺的制约，例如：分立器件厚度加工、外形尺寸的切割工艺效率低且精确性差，导致产品良率无法获得进一步提升。
[0004]现有技术中，提供了一种LED垂直芯片的制作方法，申请号为201510778998.2，该方法实现了集成LED芯片制备，可以解决分立器件存在的产品良率低的技术问题，但采用该方法制备的电极为分立电极，这种电极结构与外部驱动电路连接时，需要另外布线，使用极其不便，并且，另外布线大大增加了后续工艺难度。
[0005]因此，亟需研发一种带有布线的集成LED芯片的制备方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术提供了一种带有布线的集成LED芯片的制备方法，通过该方法制备获得的集成LED芯片，无需另外布线，可方便与外部电路或外部驱动单元连接。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种带有布线的集成LED芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括：S1、提供第一衬底；S2、在所述第一衬底正面制备阵列分布的LED芯片单元；LED芯片单元包括自下而上依次分布的外延层、电流扩展层、第一绝缘层，所述外延层包括自下而上依次分布的第一半导体层、发光层、第二半导体层；S3、在LED芯片单元的正面制备列向间隔分布的第二电极，包括：在所述第一绝缘层上方沉积金属镀膜，所述金属镀膜包括第一金属层，所述金属镀膜覆盖于包含所述LED芯片单元正面的整面；提供第二衬底，并在所述第二衬底正面覆盖第二金属层；将所述第一金属层、第二金属层热压键合，形成键合金属层，在所述键合金属层形成列向间隔分布的第二电极；S4、在LED芯片单元的背面制备行向间隔分布的第一电极，包括：在所述第二衬底背面依次沉积第二绝缘层、第三金属层，所述第二绝缘层覆盖于包含所述LED芯片背面的整面，所述第三金属层覆盖于包含所述第二绝缘层表面的整面，在所述第三金属层中形成行向间隔分布的第一电极。
[0008]其进一步特征在于，所述第一金属层的材质为NiSn、Au、AuSn、InSn、InAu或NiIn，但不限于NiSn、Au、AuSn、InSn、InAu或NiIn。
[0009]可选的，所述第二金属层的材质与所述第一金属层的材质相同。
[0010]可选的，所述第三金属层的材质为NiSn、Au、AuSn、InSn、InAu或NiIn，但不限于NiSn、Au、AuSn、InSn、InAu或NiIn。
[0011]可选的，所述金属镀膜还包括反射层、阻挡层，所述反射层、阻挡层、第一金属层自下而上依次分布。
[0012]可选的，所述反射层为DBR反射层（即分布布拉格反射镜）。
[0013]可选的，所述反射层为Ni/Ag/Au金属反射层或ITO/Ag/Tiw混合型ODR反射层。
[0014]可选的，所述阻挡层的材质为Ti或Pt，但不限于Ti或Pt。
[0015]可选的，步骤S2包括：S21、在所述第一衬底上方蒸镀导电材料，形成电流扩展层，所述电流扩展层覆盖于包含所述第二半导体层表面的整面；S22、采用光刻刻蚀工艺，依次刻蚀所述电流扩展层、外延层，形成阵列分布的LED芯片单元；S23、在所述LED芯片单元上方生长第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖于包含所述电流扩展层正面的整面；S24、对所述第一绝缘层局部区域进行刻蚀，使所述电流扩展层的需要接触位置暴露，形成所述LED芯片单元。
[0016]可选的，步骤S22，采用光刻刻蚀工艺，刻蚀所述电流扩展层，包括：在所述电流扩展层的表面覆盖第一光刻胶；基于第一掩膜版，对所述第一光刻胶进行光刻；采用等离子干法刻蚀或化学药液湿法刻蚀方式，对所述电流扩展层进行刻蚀，形成阵列分布的凸台；清洗去除所述第一光刻胶。
[0017]可选的，采用光刻刻蚀工艺，蚀刻所述外延层，包括：在包含所述凸台表面的整面旋涂覆盖第二光刻胶；基于第二掩膜版，对所述第二光刻胶进行光刻，使所述第二半导体层的正面待刻蚀区域暴露；采用等离子刻蚀方法对所述第二半导体层的待刻蚀区域、发光层及第一半导体层的局部区域进行刻蚀，形成阵列分布的锥台，锥台即所述LED芯片单元；清洗去除第二光刻胶；
[0018]可选的，步骤S3中，在所述键合金属层形成列向间隔分布的第二电极，包括：S31、依次去除第一衬底、第一半导体层背面局部区域，使所述第一绝缘层背面、剩余第一半导体层背面暴露；S32、对第一绝缘层局部区域进行蚀刻，直至所述键合金属层表面暴露，暴露的键合金属层包括待刻蚀区、连接区；S33、对所述待刻蚀区进行蚀刻，直至所述第二衬底背面暴露，从而形成列向间隔
分布的第二电极。
[0019]可选的，步骤S4包括：在所述第二衬底背面依次沉积形成第二绝缘层、第三金属层，所述第二绝缘层覆盖于包含所述LED芯片背面的整面，所述第三金属层覆盖于包含所述第二绝缘层表面的整面；在所述第三金属层中形成行向间隔分布的第一电极。
[0020]可选的，步骤S4包括：采用等离子体增强化学的气相沉积法，在LED芯片单元的背面整面沉积第二绝缘层；采用光刻刻蚀工艺，对所述第二绝缘层的局部区域进行图形化刻蚀，使连接层的表面暴露。
[0021]可选的，步骤S4中，采用剥离工艺，在所述第三金属层中形成行向间隔分布的所述第一电极，包括：S421、在包含剩余第二绝缘层表面的整面覆盖第五光刻胶并进行图形化刻蚀，使剩余第二绝缘层表面局部区域暴露；S422、在包含所述第五光刻胶表面的整面沉积第三金属层；S423、对所述第三金属层进行剥离处理，形成行向间隔分布的第一电极。
[0022]采用本专利技术上述结构可以达到如下有益效果：本申请通过包含步骤S1~S4的制备方法，制备获得了一种带有布线的集成LED芯片，布线为通过步骤S3、步骤S4制备获得的第一电极、第二电极，第一电极、第二电极分别位于集成LED芯片的正面、背面，这种电极结构设计，无需额外设置布线，只需在第一电极、第二电极边缘设置焊线连接外部驱动单元即可，方便了各个LED芯片单元与外部电路或外部驱动单元连接。
[0023]另外，本申请带有布线的集成LED芯片中，若干LED芯片单元的同类型半导体层可共用同一电极，电极制备过程中，只需将整面键合金属层按行间距分割、将整面第三金属层按列间距分割即可，大大降低了制备难度、简化了制备工艺。
附图说明
[0024]图1为本专利技术带有布线的集成LED芯片的制备方法流程图；图2为在第一衬底上制备外延层、电流扩展层后的剖视结构示意图；图3为在第一衬底上制备凸台后的剖视结构示意图；图4为在第一衬底上制备LED芯片单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有布线的集成LED芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括：S1、提供第一衬底（3）；S2、在所述第一衬底（3）正面制备阵列分布的LED芯片单元（10）；LED芯片单元（10）包括自下而上依次分布的外延层（4）、电流扩展层（5）、第一绝缘层（6），所述外延层包括自下而上依次分布的第一半导体层（401）、发光层（402）、第二半导体层（403）；S3、在LED芯片单元（10）的正面制备列向间隔分布的第二电极（2），包括：在所述第一绝缘层（6）上方设置金属镀膜，所述金属镀膜包括第一金属层（301），所述金属镀膜覆盖于包含所述LED芯片单元（10）正面的整面；提供第二衬底（8），并在所述第二衬底（8）正面沉积第二金属层（801）；将所述第一金属层（301）、第二金属层（801）热压键合，形成键合金属层，在所述键合金属层形成列向间隔分布的第二电极（2）；S4、在LED芯片单元（10）的背面制备行向间隔分布的第一电极（1）。2.根据权利要求1所述的带有布线的集成LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：S21、在所述第一衬底（3）上方蒸镀导电材料，形成电流扩展层（5），所述电流扩展层（5）覆盖于包含所述第二半导体层（403）表面的整面；S22、依次刻蚀所述电流扩展层（5）、外延层，形成阵列分布的LED芯片单元（10）；S23、在所述LED芯片单元（10）上方生长第一绝缘层（6），所述第一绝缘层（6）覆盖于包含所述电流扩展层（5）正面的整面；S24、对所述第一绝缘层（6）局部区域进行刻蚀，使所述电流扩展层（5）的需要接触位置暴露，形成所述LED芯片单元（10）。3.根据权利要求2所述的带有布线的集成LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤S22，采用光刻刻蚀工艺，刻蚀所述电流扩展层（5），包括：在所述电流扩展层（5）的表面覆盖第一光刻胶；基于第一掩膜版，对所述第一光刻胶进行光刻；采用等离子干法刻蚀或化学药液湿法刻蚀方式，对所述电流扩展层（5）进行刻蚀，形成阵列分布的凸台；清洗去除所述第一光刻胶。4.根据权利要求3所述的带有布线的集成LED芯片的制备方法，其特征在于，采用光刻刻蚀工艺，蚀刻所述外延层，包括：在包含所述凸台表面的整面旋涂覆盖第二光刻胶；基于第二掩膜版，对所述第二光刻胶进行光刻，使所述第二半导体层（403）的正面待刻蚀区域暴露；采用等离子刻蚀方法对所述第二半导体层（403）的待刻蚀区域、发光层（402）及第一半导体层（401）的局...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文平，邓群雄，韩奎，
申请(专利权)人：元旭半导体科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：