一種倒裝led芯片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝LED芯片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]倒裝LED芯片(Flip Chip)襯底朝上、電氣面朝下設(shè)置，其在藍(lán)寶石襯底上生長GaN基LED結(jié)構(gòu)層，由P/N結(jié)發(fā)光區(qū)發(fā)出的光透過位于上方的藍(lán)寶石襯底射出，芯片的P型電極和N型電極通過金屬球焊接固定在支架上，通過導(dǎo)熱系數(shù)高的支架將P/N結(jié)產(chǎn)生的熱量及時傳遞出去。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)制備倒裝LED芯片時，為了形成N電極，先制作一個臺階，利用ICP刻除一部分的P型GaN及多量子阱有源區(qū)，直到暴露出N型GaN，然后在P型GaN上沉積反射鏡以將光反射到藍(lán)寶石襯底層。當(dāng)LED芯片倒裝時，從所述臺階的側(cè)壁以及P型GaN沒有生長反射鏡的區(qū)域所溢出的光會被支架阻擋，限制了出光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)及制備這種芯片的方法，可以將臺階側(cè)壁與切割道邊沿的溢出光反射至襯底層出光，從而提高LED的出光效率。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實施方式提供一種倒裝LED芯片的制備方法，包括如下步驟:
51.提供一襯底，在襯底上沉積外延層，所述外延層包括P型GaN層、多量子阱有源區(qū)及N型GaN層，
52.在P型GaN層上光刻MESA圖形，以ICP刻蝕出MESA圖形，形成PN臺階，
53.在P型GaN層上光刻切割道圖形，以ICP刻蝕出切割道圖形，使襯底局部暴露，
54.在N型GaN層相應(yīng)位置制作N電極，
55.沉積保護(hù)層，光刻保護(hù)層圖形并刻蝕，
56.在P型GaN層上光刻反射鏡圖形，沉積金屬反射鏡，
57.沉積隔離層，光刻隔離層圖形并刻蝕，
58.在隔離層相應(yīng)位置制作P接觸電極和N接觸電極，
其中，所述步驟S5中保護(hù)層圖形區(qū)域超出P型GaN層的邊界，所述步驟S6中反射鏡圖形區(qū)域超出保護(hù)層圖形的邊界，以使形成的金屬反射鏡從上方及全部側(cè)面包圍所述P型
GaN 層。
[0006]作為本實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S5包括:沉積3102保護(hù)層，以正膠光刻保護(hù)層圖形，BOE濕法刻蝕以得到保護(hù)層。
[0007]作為本實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S6包括:以負(fù)膠光刻反射鏡圖形，濺射沉積金屬反射鏡。
[0008]作為本實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S7包括:沉積3102隔離層以包覆反射鏡，以正膠光刻隔離層圖形，BOE濕法刻蝕以得到隔離層。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實施方式提供一種倒裝LED芯片的制備方法，包括如下步驟:
SI’.提供一襯底，在襯底上沉積外延層，所述外延層包括P型GaN層、多量子阱有源區(qū)及N型GaN層，
S2’.在外延層上沉積ITO導(dǎo)電層，
S3’.在ITO導(dǎo)電層上光刻MESA圖形，以ICP刻蝕出MESA圖形，形成PN臺階，
S4’.在ITO導(dǎo)電層上光刻切割道圖形，以ICP刻蝕出切割道圖形，使襯底局部暴露， S5’.在N型GaN層相應(yīng)位置制作N電極，
S6’.沉積保護(hù)層，光刻保護(hù)層圖形并刻蝕，
S7’.在ITO導(dǎo)電層上光刻反射鏡圖形，沉積金屬反射鏡，
S8’.沉積隔離層，光刻隔離層圖形并刻蝕，
S9’.在隔離層相應(yīng)位置制作P接觸電極和N接觸電極，
其中，所述步驟S6’中保護(hù)層圖形區(qū)域超出P型GaN層的邊界，所述步驟S7’中反射鏡圖形區(qū)域超出保護(hù)層圖形的邊界，以使形成的金屬反射鏡從上方及全部側(cè)面包圍所述P型
GaN 層。
[0010]作為本實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S6’包括:沉積3102保護(hù)層，以正膠光刻保護(hù)層圖形，BOE濕法刻蝕以得到保護(hù)層。
[0011]作為本實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S7’包括:以負(fù)膠光刻反射鏡圖形，濺射沉積金屬反射鏡。
[0012]作為本實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S8’包括:沉積3102隔離層以包覆反射鏡，以正膠光刻隔離層圖形，BOE濕法刻蝕以得到隔離層。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實施方式提供一種倒裝LED芯片，根據(jù)上述任一的方法制得。
[0014]作為本實施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，金屬反射鏡以Ag為反射層，以TiW為反射層的保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制得的LED倒裝芯片，反射鏡從上方及側(cè)面包圍P型GaN層，形成反射杯結(jié)構(gòu)，將MESA臺階側(cè)壁與切割道邊沿的溢出光反射至襯底層出光，提高了出光效率。而且，采用此結(jié)構(gòu)的LED倒裝芯片在封裝外殼中無需再設(shè)置反射杯，減小了因封裝造成的出光效率差異。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一實施方式中倒裝LED芯片的制備流程示意圖；
圖2是本發(fā)明一實施方式中倒裝LED芯片的的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明又一實施方式中倒裝LED芯片的制備流程示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0018]本發(fā)明表示位置與方向的術(shù)語是以LED芯片的電氣面為參照，靠近電氣面、遠(yuǎn)離襯底層的方向為“上”，反之為“下”。
[0019]實施例一
參考圖1及圖2，本發(fā)明倒裝LED芯片的制備方法包括如下步驟:
S1、提供一襯底10，在襯底10上沉積外延層，形成LED芯片。
[0020]其中，外延層包括N型GaN層20、多量子阱有源區(qū)(圖未示)和P型GaN層30。
[0021]進(jìn)一步地，襯底10為藍(lán)寶石。
[0022]S2、在外延層上沉積ITO (Indium Tin Oxides,納米銦錫金屬氧化物)導(dǎo)電層50。
[0023]具體地，采用等離子濺射或其他常規(guī)方法沉積高密度ITO導(dǎo)電層50，并對該導(dǎo)電層進(jìn)行快速退火熱處理，以使ITO導(dǎo)電層50重結(jié)晶，導(dǎo)電層更致密，導(dǎo)電率和透光率更高。
[0024]進(jìn)一步地，ITO導(dǎo)電層50厚150 A。該導(dǎo)電層具有良好的透光性，可以促進(jìn)外延層中的電流擴(kuò)散而不影響出光，可以提高反射鏡的反射效果。
[0025]在一實施例中，步驟S2前還包括常規(guī)方法對LED芯片進(jìn)行表面清潔。
[0026]S3、在ITO導(dǎo)電層50上光刻MESA圖形，以ICP刻蝕出MESA圖形。
[0027]在一實施例中，使用光刻膠在ITO導(dǎo)電層50上進(jìn)行正膠勻膠，然后進(jìn)行MESA圖層光刻?？涛gMESA例如可選用BCljP Cl 2。
[0028]ICP刻蝕到N型GaN層形成PN臺階，暴露N型GaN層形成N型半導(dǎo)體臺面。
[0029]以ITO刻蝕液濕法刻蝕MESA邊沿殘余的ΙΤ0，完畢后去除光刻膠。
[0030]S4、光刻出切割道圖形，以ICP刻蝕出切割道圖形。
[0031]在一實施例中，使用光刻膠在ITO導(dǎo)電層50上進(jìn)行正膠勻膠，然后光刻出切割道圖形，ICP刻蝕到襯底層10，使襯底10局部暴露，用于分隔若干獨立的功能單元，各單元之間絕緣。
[0032]S5、在N型GaN層上制作N電極60。
[0033]具體地，光刻膠為負(fù)膠，光刻出N-Pad圖形，利用電子束蒸發(fā)沉積金屬電極，并通過剝離工藝獲得N電極60。其中，金屬電極可以為Cr/Al/Ni或其他。也可采用其他現(xiàn)有公知技術(shù)制作電