一種倒裝led芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及LED光學(xué)元器件技術(shù)，更具體地，涉及一種倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，LED芯片的襯底基本上采用A1203、SiC、S1、GaN等材料。A1203由于價(jià)格便宜，以及和外延層之間晶格匹配良好而被廣泛使用。通常，常規(guī)的LED封裝過(guò)程中，都把藍(lán)寶石襯底Bonding在PCB板上。但由于藍(lán)寶石襯底本身是一種絕緣材料，導(dǎo)熱性能比較差，但由于散熱是影響LED芯片可靠性的關(guān)鍵因素，所以使用藍(lán)寶石襯底的正裝芯片通常都不能在較高的工作電流下使用。
[0003]為改善用藍(lán)寶石做襯底的正裝芯片散熱不佳的問(wèn)題，人們?cè)O(shè)計(jì)了一種新的LED芯片結(jié)構(gòu)，即倒裝芯片結(jié)構(gòu)。自從提出了芯片的倒裝設(shè)計(jì)之后，人們對(duì)其可行性進(jìn)行了大量的研究和探索。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)的示意圖，圖1中，包括襯底1、N型層2、P 型層 3、擴(kuò)散反射層 4、N Pad 5、P Pad 6、N Bonding 層 7、P Bonding 層 8、Bonding 襯底9和基底10。
[0004]由于LED芯片設(shè)計(jì)的局限性，封裝良率一直很低，究其原因如下:第一、N型電極區(qū)域相對(duì)很小(若做的太大，會(huì)因損失發(fā)光區(qū)而影響光效)，很難與PCB的相對(duì)區(qū)域很好的對(duì)位；第二、P電極位置比N電極高很多，很容易造成虛焊、脫焊情形；第三、為制作N電極，往往要去掉很大一部分有源區(qū)，這樣大大減少了有源區(qū)電子/空穴復(fù)合及發(fā)光區(qū)的面積，直接影響了 LED的發(fā)光效率；第四、由于N Pad和P Pad相隔較近，焊接時(shí)由于焊料的流動(dòng)而易形成短路現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生漏電；第五、由于每顆芯片都是經(jīng)由晶圓切割分離而得，而切割會(huì)暴露出N區(qū)域，在焊接時(shí)P處的焊料由于流動(dòng)會(huì)接觸暴露出的N區(qū)域，進(jìn)而產(chǎn)生漏電風(fēng)險(xiǎn)，影響封裝良率；第六、大部分N電極區(qū)位于整個(gè)芯片的某處區(qū)域，電流擴(kuò)散不均勻，影響散熱及發(fā)光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種新的倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)的制作方法，包括:
[0007]步驟1，依次布置襯底、緩沖層、N型層、發(fā)光層和P型歐姆接觸層；
[0008]步驟2，通過(guò)刻蝕形成芯片隔離區(qū)；
[0009]步驟3，在芯片兩側(cè)邊緣對(duì)稱(chēng)分別形成N型電極形成區(qū)；
[0010]步驟4，在P型歐姆接觸層之上形成擴(kuò)散反射層，在隔離區(qū)、N型電極形成區(qū)、擴(kuò)散發(fā)射層之上形成絕緣介質(zhì)膜層；
[0011]步驟5、對(duì)N型電極型成區(qū)、擴(kuò)散反射層之上的絕緣介質(zhì)膜層形成N電極、P電極的窗口區(qū)，并對(duì)絕緣介質(zhì)膜層形成山脊分離形狀；
[0012]步驟6、制作形成P型電極和N型電極，焊接于PCB板上。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)，包括:
[0014]順序布置的襯底、緩沖層、N型層、發(fā)光層和P型歐姆接觸層；
[0015]位于芯片一端的芯片隔離區(qū)，位于芯片兩側(cè)邊緣對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)N型電極形成區(qū)；
[0016]位于P型歐姆接觸層之上的擴(kuò)散反射層；
[0017]位于芯片隔離區(qū)、N型電極形成區(qū)、擴(kuò)散發(fā)射層之上的絕緣介質(zhì)膜層；
[0018]N型電極型成區(qū)、擴(kuò)散反射層之上的絕緣介質(zhì)膜層上形成的N電極、P電極的窗口區(qū)；
[0019]其中，絕緣介質(zhì)膜層形成山脊分離形狀，分離N型電極和P型電極區(qū)域；
[0020]分別在N電極、P電極的窗口區(qū)上形成N型電極和P型電極。
[0021]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的倒裝芯片結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的倒裝芯片結(jié)構(gòu)相比，具有以下有益效果:本發(fā)明中，由于把芯片的N型電極和P型電極設(shè)置在同一高度且面積基本上占據(jù)了整顆芯片面積，避免了封裝中存在的虛焊漏焊情形的發(fā)生，提高了封裝良率；本發(fā)明中，N型電極大部分和絕緣介質(zhì)膜層、擴(kuò)散反射層形成了三明治結(jié)構(gòu)，位于二者之上，無(wú)需刻蝕掉很大部分的N型形成區(qū)和發(fā)光區(qū)，增加了發(fā)光面積，提高了整顆芯片效率；本發(fā)明中，由于通過(guò)形成芯片隔離區(qū)事先暴露出了 N型形成區(qū)，且利用絕緣介質(zhì)膜層對(duì)側(cè)壁的N型形成區(qū)做了有效的保護(hù)，因此避免了封裝過(guò)程中漏電的發(fā)生，提高了封裝良率；本發(fā)明中，對(duì)絕緣介質(zhì)膜層做了山脊分離的設(shè)計(jì)，避免了封裝過(guò)程中焊錫的流動(dòng)而導(dǎo)致的N型電極和P型電極之間的短路問(wèn)題，提高了封裝良率；本發(fā)明中，N型電極形成區(qū)通過(guò)設(shè)置成了對(duì)稱(chēng)設(shè)置，進(jìn)一步提高了電流擴(kuò)散均勻性。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0023]圖2是根據(jù)本發(fā)明的倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0024]圖3是根據(jù)本發(fā)明的倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0025]為了能明確實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的尺寸、結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本發(fā)明限定在該特定尺寸、結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]在以下的描述中，將描述本發(fā)明的多個(gè)不同的方面，然而，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，可以僅僅利用本發(fā)明的一些或者全部結(jié)構(gòu)或者流程來(lái)實(shí)施本發(fā)明。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數(shù)目、配置和順序，但是很明顯，在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，為了不混淆本發(fā)明，對(duì)于一些眾所周知的特征將不再進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0028]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)的制作方法，其中，該方法包括:步驟1，依次布置襯底、緩沖層、N型層、發(fā)光層和P型歐姆接觸層；步驟2，通過(guò)刻蝕形成芯片隔離區(qū)Ol ;步驟3，在芯片兩側(cè)邊緣對(duì)稱(chēng)分別形成N型電極形成區(qū)02 ;步驟4，在P型歐姆接觸層之上形成擴(kuò)散反射層03，在隔離區(qū)、N型電極形成區(qū)、擴(kuò)散發(fā)射層之上形成絕緣介質(zhì)膜層04，要求擴(kuò)散介質(zhì)膜層對(duì)隔離區(qū)可充分保護(hù)；步驟5、對(duì)N型電極型成區(qū)、擴(kuò)散反射層之上的絕緣介質(zhì)膜層形成N電極、P電極的窗口區(qū)05/06，并對(duì)絕緣介質(zhì)膜層形成山脊分離形狀07 ;步驟6、制作形成P型電極08和N型電極09 ;步驟7、P型電極和N型電極通過(guò)錫焊的方式焊接于PCB板上。
[0029]其中，步驟2中，通過(guò)刻蝕形成芯片隔離區(qū)01，要求隔離區(qū)深度至少延伸到襯底層；
[0030]其中，步驟3中，N型電極形成區(qū)02位