一种倒装高压LED芯片的结构制造技术

本实用新型专利技术提供的一种倒装高压LED芯片的结构，结构自上而下包括：衬底，n个芯片，每个芯片自上而下包括N-GaN、发光层、P-GaN，N-GaN表面上的N型接触层，P-GaN表面上的P型接触层，第一绝缘层，贯穿第一绝缘层与N型接触层互连的N型接触孔和与P型接触层互联的P型接触孔，与第一芯片上的P型接触孔连接的第一布线层，与第i芯片的N型接触层和第i+1芯片的P型接触层连接的第二布线层，与第n芯片的N型接触层连接的第三布线层，第二绝缘层，贯穿第二绝缘层与第一布线层互连的第一布线接触孔和与第三布线层互连的第三布线接触孔，与第三布线接触孔连接的N焊盘和与第一布线接触孔连接的P焊盘，从而使倒装芯片散热好，出光面积大，不挡光，工艺简单。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供的一种倒装高压LED芯片的结构，结构自上而下包括：衬底，n个芯片，每个芯片自上而下包括N-GaN、发光层、P-GaN，N-GaN表面上的N型接触层，P-GaN表面上的P型接触层，第一绝缘层，贯穿第一绝缘层与N型接触层互连的N型接触孔和与P型接触层互联的P型接触孔，与第一芯片上的P型接触孔连接的第一布线层，与第i芯片的N型接触层和第i+1芯片的P型接触层连接的第二布线层，与第n芯片的N型接触层连接的第三布线层，第二绝缘层，贯穿第二绝缘层与第一布线层互连的第一布线接触孔和与第三布线层互连的第三布线接触孔，与第三布线接触孔连接的N焊盘和与第一布线接触孔连接的P焊盘，从而使倒装芯片散热好，出光面积大，不挡光，工艺简单。【专利说明】一种倒装高压LED芯片的结构
本技术涉及半导体光电芯片制造领域，尤其涉及一种倒装高压LED芯片的结构。
技术介绍
20世纪90年代末，在半导体器件照明时代的初期，居室照明主要是钨白炽灯，紧凑型荧光灯由于高效率正被积极推广。多数工作环境使用荧光灯，街道照明则以钠灯为主。然而，高亮度可见光发光二极管(LED)已经有很大的应用，以它为基础的固体照明正在迅猛发展，即将引起照明历史的又一次革命。尽管这种发展态势势如破竹，但是LED大芯片仍存在很多问题:第一，散热难的问题，商业化的LED大芯片大多生长的蓝宝石衬底上，然后将其固定在封装支架上，这样的LED大芯片主要通过传导散热，而蓝宝石衬底由于较厚，所以热量难于导出，热量聚集在芯片会影响芯片可靠性，增加光衰和减少芯片寿命。第二，光效低的问题，电极挡光和引线的制作会减少芯片的出光，且电流拥挤容易产生拥挤效应，这些都会降低芯片的光效。第三，封装复杂的问题，单个LED芯片的电压为3V左右，而LED大芯片则需要变压或者将多个单个LED芯片封装成串联，这些都增加了封装和应用的难度，工艺难度加大，使整个芯片的可靠性变差。而大多的倒装芯片都是将一颗颗芯片上分散的η焊盘对准到已布好线的基板上实现其串联，形成倒装高压芯片，这样使倒装焊接对准工艺难度加大，成本高，良率低。因此需要一种新的倒装高压LED芯片的结构，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种倒装高压LED芯片的结构，能够改善高压LED芯片散热问题，以及提高光效和简化封装。为了解决上述问题，本技术提供的一种倒装高压LED芯片的结构，包括:衬底，位于所述衬底表面上彼此互相绝缘独立的第一至第η芯片，η为大于等于2的整数，每一所述芯片包括位于衬底表面上的N型氮化镓层、位于所述N型氮化镓层上的发光层、以及位于所述发光层上的P型氮化镓层；每一所述芯片表面均匀分布的贯穿P型氮化镓层、发光层直到停留在N型氮化镓层表面上的小孔，位于每一所述小孔内的N型氮化镓层表面上的一 N型接触层，位于每一所述芯片的P型氮化镓层表面上的一 P型接触层；填充满各所述芯片之间和各所述小孔内以及覆盖在所述P型接触层和P型氮化镓层的表面上的第一绝缘层；分别贯穿所述第一绝缘层、直到与所述N型接触层互连的N型接触孔和直到与所P型接触层互连的P型接触孔；第一布线层，位于所述第一芯片上的部分第一绝缘层上且填充满与所述第一芯片上的P型接触层连接的P型接触孔；第二布线层，位于所述第i芯片和第i + Ι芯片之间的部分第一绝缘层上且填充满与所述第i芯片上的N型接触层连接的N型接触孔，以及填充满与所述第i+Ι芯片上的P型接触层连接的P型接触孔，i为大于等于I且小于η的整数；第三布线层，位于所述第η芯片上的部分绝缘层上且填充满与所述第η芯片上的N型接触层连接的N型接触孔；第二绝缘层，位于所述第一布线层、第二布线层和第三布线层的表面上及位于所述第一布线层、第二布线层和第三布线层彼此之间的第一绝缘层表面上；分别贯穿所述第二绝缘层、直到与所述第一布线层互连的第一布线接触孔和直到与所述第三布线层互连的第三布线接触孔；以及相互绝缘的P焊盘和N焊盘，所述P焊盘位于部分所述第二绝缘层的表面上且填充满所述第一布线接触孔，所述N焊盘位于另一部分所述绝缘层的表面上且填充满所述第三布线接触孔。进一步的，所述P焊盘和N焊盘对称分布且之间的间隔为50um-150um。进一步的，η的取值范围是2-100。进一步的，所述第一绝缘层为氮化铝第一绝缘层，二氧化硅第一绝缘层，氮化硅第一绝缘层，氮氧化硅第一绝缘层，三氧化二铝第一绝缘层、聚酰亚胺第一绝缘层或分布布拉格反射镜第一绝缘层中的一种。进一步的，所述第二绝缘层为氮化铝第二绝缘层，二氧化硅第二绝缘层，氮化硅第二绝缘层，氮氧化硅第二绝缘层，三氧化二铝第二绝缘层或聚酰亚胺第二绝缘层中的一种。进一步的，所述第一绝缘层和第二绝缘层采用溅射、蒸发或喷涂工艺形成。由上述技术方案可知，与传统的LED大芯片相比，本技术提供的一种倒装高压LED芯片具有以下技术优点:不仅可以做成大芯片，由于两个焊盘对称分布、倒装接触面积大，且发光层离基板近，可以很容易的将热量导出，因此大芯片的散热速度快，散热效果非常好，电流密度小，发热少；此外，本技术的倒装高压LED芯片兼有高压芯片高电压低电流的优势，电路简单；另外，本技术的倒装高压LED芯片一方面不用客户打线，另一方面倒装焊对准容易，对电路板布置要求精度低，倒装焊接工艺简单，同时兼有倒装芯片避开了电极和引线挡光的问题，同样提高芯片的光效，且封装工艺简单。【专利附图】【附图说明】图1是本技术一种倒装高压LED芯片的结构的制造方法的流程示意图；图2a至图1Oa是本技术实施例一和实施例二中的倒装高压LED芯片的结构的制造方法的剖面结构示意图；图2b至图1Ob是本技术实施例一的倒装高压LED芯片的结构的制造方法的俯视结构示意图；图2c至图1Oc是本技术实施例二的倒装高压LED芯片的结构的制造方法的俯视结构示意图。【具体实施方式】为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。其次，本技术利用示意图进行详细描述，在详述本技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。实施例一下面以图1所示的方法流程为例，结合附图2a至IOa以及附图2b至10b，对一种倒装高压LED芯片的结构的制造方法进行详细描述。在步骤SI中，提供一衬底1，所述衬底可以是蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底表面上生长外延层2，所述外延层2的生长过程依次为:在所述衬底表面上生长N型氮化镓层(N-GaN)21，在所述N型氮化镓层21上生长发光层22，在所述发光层22上生长P型氮化镓层(P-GaN) 23，对所述外延层2采用感应耦合等离子(ICP)刻蚀方法，去除部分外延层，在所述外延层中形成沟槽3，所述沟槽露出蓝宝石衬底表面，使所述外延层刻蚀成η个彼此相互绝缘独立的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装高压LED芯片的结构，其特征在于，包括：衬底，位于所述衬底表面上彼此互相绝缘独立的第一至第n芯片，n为大于等于2的整数，每一所述芯片包括位于衬底表面上的N型氮化镓层、位于所述N型氮化镓层上的发光层、以及位于所述发光层上的P型氮化镓层；每一所述芯片表面均匀分布的贯穿P型氮化镓层、发光层直到停留在N型氮化镓层表面上的小孔，位于每一所述小孔内的N型氮化镓层表面上的一N型接触层，位于每一所述芯片的P型氮化镓层表面上的一P型接触层；填充满各所述芯片之间和各所述小孔内以及覆盖在所述P型接触层和P型氮化镓层的表面上的第一绝缘层；分别贯穿所述第一绝缘层、直到与所述N型接触层互连的N型接触孔和直到与所述P型接触层互连的P型接触孔；第一布线层，位于所述第一芯片上的部分第一绝缘层上且填充满与所述第一芯片上的P型接触层连接的P型接触孔；第二布线层，位于所述第i芯片和第i+1芯片之间的部分第一绝缘层上且填充满与所述第i芯片上的N型接触层连接的N型接触孔，以及填充满与所述第i+1芯片上的P型接触层连接的P型接触孔，i为大于等于1且小于n的整数；第三布线层，位于所述第n芯片上的部分绝缘层上且填充满与所述第n芯片上的N型接触层连接的N型接触孔；第二绝缘层，位于所述第一布线层、第二布线层和第三布线层的表面上及位于所述第一布线层、第二布线层和第三布线层彼此之间的第一绝缘层表面上；分别贯穿所述第二绝缘层、直到与所述第一布线层互连的第一布线接触孔 和直到与所述第三布线层互连的第三布线接触孔；以及相互绝缘的P焊盘和N焊盘，所述P焊盘位于部分所述第二绝缘层的表面上且填充满所述第一布线接触孔，所述N焊盘位于另一部分所述绝缘层的表面上且填充满所述第三布线接触孔。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：封飞飞，张昊翔，万远涛，李东昇，江忠永，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：