具有对称电极的倒装发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有对称电极的倒装发光二极管及其制备方法，涉及半导体技术领域。该方法包括：N型半导体、有源区和P型半导体的生长；反光层的制备；反光层内第一小孔的开设；电极保护层的制备；电极保护层内第二小孔的开设；第一钝化层的制备；第一钝化层内第三小孔和第四小孔的开设；第一层N电极和第一层P电极的制备；第二钝化层的制备；第二钝化层内第五小孔和第六小孔的制备；面积相等且呈对称分布的第二层N电极（即N型焊点）和第二层P电极（即P型焊点）的制备。本发明专利技术可以制备出面积相等且呈对称分布P型焊点和N型焊点，使得在倒装发光二极管与导热基板焊接过程中，芯片不会产生移位，得到焊接接触良好、连接可靠的倒装芯片器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种。
技术介绍
随着材料生长技术以及器件结构设计、制作的进步，目前正装发光二极管的制备及焊线技术已经相当成熟，但受GaN材料吸收、电极吸收、GaN材料与空气界面全反射临界角、以及热阻较大等因素影响，传统正装结构的LED (Light Emitting Diode,发光二极管)(本文简称为正装LED)的光提取效率非常低。近年来出现了另外一种器件结构，即倒装(flip-chip)结构的LED (本文简称为倒装LED)。与传统的正装LED相比，采用倒装结构的LED，光线从透明的蓝宝石衬底面发出，避免了电极对光线的吸收；同时蓝宝石的折射率(1.75)小于GaN材料的折射率(2.5)，GaN材料与蓝宝石衬底的界面处将有更多光线的出射角小于全反射临界角，从而可以有效提高LED的提取效率，另外，倒装LED通常会在P型半导体上制备一层高导电率高反射率的金属，使得更多的光从蓝宝石衬底面射出，从而进一步提闻了光的提取效率。目前普遍采用的倒装发光二极管的制备方法包括以下步骤。提供衬底并在衬底上依次向上生长N型半导体、有源区和P型半导体，刻蚀P型半导体形成多个小孔，刻蚀直到露出N型半导体，从而形成了多个N区。为了使各个N区最终连接在一起，且和P电极绝缘，再沉积一层绝缘层，将P型半导体和裸露的N型半导体覆盖，再通过刻蚀绝缘层之对应所述多个N区的位置开设小孔，这些小孔只和N型半导体连接，最后蒸发N型焊点覆盖所有N区，和各个小孔处的N型半导体形成欧姆接触；在刻蚀绝缘层之对应多个N区的位置的同时，还会在绝缘层上刻蚀出只与P型半导体相连接的另一部分小孔，然后在部分绝缘层上和所述的另外一部分小孔内蒸发P型焊点。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:为了达到改善电子注入均匀性的目的，与N型半导体相连接的小孔必须均匀分布在整个芯片内，而N型焊点需要覆盖所有与N型半导体相连接的小孔，导致N型焊点占的面积比较大，而使得P型焊点所占面积比较小。在后续封装LED芯片的过程中，需要将LED芯片与导热基板焊在一起，焊接过程中，由于P、N型焊点面积相差较大，所以其所受到的应力不同，导致芯片发生移位，造成P、N型焊点短路，芯片不发光，严重影响封装后的倒装发光二极管的稳定性和焊接良率。
技术实现思路
考虑到上述问题进行了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种，其能够在不影响N型焊点焊接牢固性和改善电子注入的均匀性的基础上，增强P、N型焊点与导热基板焊接过程中，新品不会产生位移，得到焊接接触良好、连接可靠的倒装芯片器件，以提高倒装发光二极管器件的稳定性和焊接良率。为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种具有对称电极的倒装发光二极管，所述发光二极管包括:衬底、依次向上生长于所述衬底上的N型半导体、有源区、P型半导体、反光层以及电极保护层，所述反光层中开设有多个第一小孔，所述第一小孔从所述反光层延伸至所述P型半导体；所述电极保护层覆盖在所述反光层之裸露的表面上，所述电极保护层中开设有多个第二小孔，所述第二小孔与所述第一小孔对应设置，且所述第二小孔从所述电极保护层延伸至所述N型半导体；所述发光二极管还包括位于所述电极保护层上的第一钝化层、设于所述第一钝化层上的至少两个第一层P电极和至少两个第一层N电极，所述第一钝化层中开设有多个第三小孔和多个第四小孔，所述第三小孔与所述第二小孔对应设置，所述第三小孔从所述第一钝化层延伸至所述N型半导体，每个所述第一层N电极通过多个所述第三小孔与所述N型半导体连接，所述第四小孔从所述第一钝化层延伸至所述电极保护层，每个所述第一层P电极通过多个所述第四小孔与所述电极保护层连接；所述发光二极管还包括覆盖在所述第一钝化层、所述第一层P电极和所述第一层N电极上的第二钝化层、及设于所述第二钝化层上的第二层P电极和第二层N电极，所述第二钝化层中开设有至少两个第五小孔和至少两个第六小孔，所述第五小孔与所述第一层N电极对应设置，所述第二层N电极与所有所述第一层N电极通过所述第五小孔连接，所述第六小孔与所述第一层P电极对应设置，所述第二层P电极与所有所述第一层P电极通过所述第六小孔连接；所述第二层P电极设于所述第二钝化层之表面上的一端，所述第二层N电极设于所述第二钝化层之表面上的另一端，所述第二层P电极和所述第二层N电极的面积相等且呈对称布置。优选地，所述第一小孔均匀分布于整个所述反光层内，所述第四小孔均匀分布于整个所述第一钝化层中。可选地，所述第一小孔呈阵列分布于整个所述反光层内，所述第四小孔呈阵列分布于整个所述第一钝化层中。可选地，所述第一层P电极和所述第一层N电极均呈线形，且所述第一层P电极和所述第一层N电极平行设置。可选地，所述第二层N电极和所述第二层P电极的最上层均为熔点不高于400摄氏度的导电材料。可选地，所述第二层N电极和所述第二层P电极均从下至上依次包括Al层、Ni层、Ti层、Au层、AuSn层，各层的厚度分别为1000?5000埃、10?1000埃、10?1000埃、500 ?5000 埃、5000 ?50000 埃。另一方面，本专利技术提供了一种具有对称电极的倒装发光二极管的制备方法，所述方法包括:提供衬底，并在所述衬底上依次向上生长N型半导体、有源区和P型半导体；在所述P型半导体上制备反光层；在所述反光层上开设裸露出部分所述P型半导体的第一小孔；在所述P型半导体和所述反光层之裸露的表面上制备电极保护层；在所述电极保护层之对应所述第一小孔的位置开设裸露出部分所述N型半导体的第二小孔；在所述N型半导体、所述有源区、所述P型半导体和所述电极保护层之裸露的表面上制备第一钝化层；在所述第一钝化层之对应所述第二小孔的位置开设裸露出部分所述N型半导体的第三小孔，在所述第一钝化层之对应所述电极保护层的位置开设裸露出部分所述电极保护层的第四小孔；在部分所述第一钝化层和所述第三小孔的内壁上制备至少两个第一层N电极，使得所述第一层N电极通过多个所述第三小孔和所述N型半导体相连接，并在部分所述第一钝化层上和所述第四小孔的内壁上制备至少两个第一层P电极，使得所述第一层P电极通过多个所述第四小孔和所述电极保护层相连接；在所述第一钝化层、所述第一层N电极和所述第一层P电极之裸露的表面上制备第二钝化层；在所述第二钝化层之与位于所述第一钝化层的一端的第一层N电极对应的位置开设第五小孔，在所述第二钝化层之与位于所述第一钝化层的另一端的第一层P电极对应的位置开设第六小孔；在所述第二钝化层之表面的一端制备第二层N电极，在所述第二钝化层之表面的另一端制备第二层P电极，所述第二层N电极的面积和所述第二层P电极的面积相等且呈对称布置。可选地，所述第一小孔均匀分布于整个所述反光层内，所述第四小孔均匀分布于整个所述第一钝化层中。可选地，所述第一层P电极和所述第一层N电极均呈线形，且所述第一层P电极和所述第一层N电极平行设置。可选地，所述方法还包括:在所述电极保护层的边缘处开设裸露出部分的所述N型半导体的缺口，所述缺口与所述第二小孔同时形成。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本专利技术实施例通过设置于第一绝缘层内的多个第一小孔，连接设于第一绝缘层上的第一层N电极和N型半导体，并且通过设置于第二钝化层内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有对称电极的倒装发光二极管，所述发光二极管包括：衬底、依次向上生长于所述衬底上的N型半导体、有源区、P型半导体、反光层以及电极保护层，其特征在于，所述反光层中开设有多个第一小孔，所述第一小孔从所述反光层延伸至所述P型半导体；所述电极保护层覆盖在所述反光层之裸露的表面上，所述电极保护层中开设有多个第二小孔，所述第二小孔与所述第一小孔对应设置，且所述第二小孔从所述电极保护层延伸至所述N型半导体；所述发光二极管还包括位于所述电极保护层上的第一钝化层、设于所述第一钝化层上的至少两个第一层P电极和至少两个第一层N电极，所述第一钝化层中开设有多个第三小孔和多个第四小孔，所述第三小孔与所述第二小孔对应设置，所述第三小孔从所述第一钝化层延伸至所述N型半导体，每个所述第一层N电极通过多个所述第三小孔与所述N型半导体连接，所述第四小孔从所述第一钝化层延伸至所述电极保护层，每个所述第一层P电极通过多个所述第四小孔与所述电极保护层连接；所述发光二极管还包括覆盖在所述第一钝化层、所述第一层P电极和所述第一层N电极上的第二钝化层、及设于所述第二钝化层上的第二层P电极和第二层N电极，所述第二钝化层中开设有至少两个第五小孔和至少两个第六小孔，所述第五小孔与所述第一层N电极对应设置，所述第二层N电极与所有所述第一层N电极通过所述第五小孔连接，所述第六小孔与所述第一层P电极对应设置，所述第二层P电极与所有所述第一层P电极通过所述第六小孔连接；所述第二层P电极设于所述第二钝化层之表面上的一端，所述第二层N电极设于所述第二钝化层之表面上的另一端，所述第二层P电极和所述第二层N电极的面积相等且呈对称布置。...

【技术特征摘要】
1.一种具有对称电极的倒装发光二极管，所述发光二极管包括:衬底、依次向上生长于所述衬底上的N型半导体、有源区、P型半导体、反光层以及电极保护层，其特征在于， 所述反光层中开设有多个第一小孔，所述第一小孔从所述反光层延伸至所述P型半导体； 所述电极保护层覆盖在所述反光层之裸露的表面上，所述电极保护层中开设有多个第二小孔，所述第二小孔与所述第一小孔对应设置，且所述第二小孔从所述电极保护层延伸至所述N型半导体； 所述发光二极管还包括位于所述电极保护层上的第一钝化层、设于所述第一钝化层上的至少两个第一层P电极和至少两个第一层N电极，所述第一钝化层中开设有多个第三小孔和多个第四小孔，所述第三小孔与所述第二小孔对应设置，所述第三小孔从所述第一钝化层延伸至所述N型半导体，每个所述第一层N电极通过多个所述第三小孔与所述N型半导体连接，所述第四小孔从所述第一钝化层延伸至所述电极保护层，每个所述第一层P电极通过多个所述第四小孔与所述电极保护层连接； 所述发光二极管还包括覆盖在所述第一钝化层、所述第一层P电极和所述第一层N电极上的第二钝化层、及设于所述第二钝化层上的第二层P电极和第二层N电极，所述第二钝化层中开设有至少两个第五小孔和至少两个第六小孔，所述第五小孔与所述第一层N电极对应设置，所述第二层N电极与所有所述第一层N电极通过所述第五小孔连接，所述第六小孔与所述第一层P电极对应设置，所述第二层P电极与所有所述第一层P电极通过所述第六小孔连接； 所述第二层P电极设于所述第二钝化层之表面上的一端，所述第二层N电极设于所述第二钝化层之表面上的另一端，所述第二层P电极和所述第二层N电极的面积相等且呈对称布置。2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一小孔均匀分布于整个所述反光层内，所述第四小孔均匀分布于整个所述第一钝化层中。3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一小孔呈阵列分布于整个所述反光层内，所述第四小孔呈阵列分布于整个所述第一钝化层中。4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一层P电极和所述第一层N电极均呈线形，且所述第一层P电极和所述第一层N电极平行设置。5.如权利要求1-4任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第二层N电极和所述第二层P电极的最上层均为熔点不高于400摄氏度的导电材料。6.如权利要求5所述的发光二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春艳，徐瑾，王江波，
申请(专利权)人：华灿光电苏州有限公司，
类型：发明
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