本發(fā)明涉及l(fā)ed芯片的制作工藝領(lǐng)域，特別涉及一種led倒裝芯片的制備方法。

背景技術(shù)：

作為節(jié)能領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)，led行業(yè)從發(fā)展之初就受到政府的大力扶持。隨著投資led行業(yè)產(chǎn)能的不斷增加，led芯片的需求呈現(xiàn)出飽和趨勢，導(dǎo)致市場對處于led行業(yè)上游領(lǐng)域芯片成本要求越來越高。為了適應(yīng)市場的需求，高良率、低成本、高光效成為led芯片研發(fā)的重點(diǎn)。

傳統(tǒng)的藍(lán)寶石襯底gan芯片結(jié)構(gòu)，p、n電極剛好位于芯片的出光面，在這種結(jié)構(gòu)中，小部分p-gan層和“發(fā)光”層被刻蝕，以便與下面的n-gan層形成電接觸；光從最上面的p-gan層取出。p-gan層有限的電導(dǎo)率要求在p-gan層表面再沉淀一層電流擴(kuò)散的導(dǎo)電層，這個(gè)電流擴(kuò)散層會(huì)吸收部分光，從而降低芯片的出光效率；為了減少發(fā)射光的吸收，電流擴(kuò)展層的厚度應(yīng)減少到幾百納米，厚度的減少反過來又限制了電流擴(kuò)散層在p-gan層表面均勻和可靠地?cái)U(kuò)散大電流的能力。因此這種p型接觸結(jié)構(gòu)制約了led芯片的工作功率，同時(shí)pn結(jié)的熱量通過藍(lán)寶石襯底導(dǎo)出去，導(dǎo)熱路徑較長，且藍(lán)寶石的熱導(dǎo)系數(shù)較金屬低(為35w/mk)，因此，這種結(jié)構(gòu)的led芯片熱阻會(huì)較大；此外，這種結(jié)構(gòu)的p電極和引線也會(huì)擋住部分光線，所以，這種正裝led芯片的器件功率、出光效率和熱性能均不可能是最優(yōu)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種led倒裝芯片的制備方法，

制備出的led倒裝芯片相對于正裝led芯片的電源轉(zhuǎn)換效率有較大的提升。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種led倒裝芯片的制備方法，包括以下步驟：s1：提供具有n個(gè)芯片單元區(qū)域a1、a2······an的透光襯底，一個(gè)所述芯片單元區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)所述led倒裝芯片，其中，n≥1；s2：在所述透光襯底上生長外延層；s3：在各所述芯片單元區(qū)域上刻蝕出n電極溝槽以形成mesa平臺(tái)；s4：在所述mesa平臺(tái)之上形成p-歐姆接觸層；s5：在所述p-歐姆接觸層之上形成反射層；s6：在所述隔離溝槽和所述n電極溝槽之上形成n-歐姆接觸層；s7：制作覆蓋各所述n電極溝槽、所述mesa平臺(tái)、所述反射層以及所述n-歐姆接觸層的隔離層；s8：圖形化所述隔離層以形成p導(dǎo)電通道和n導(dǎo)電通道；s9：制作分別覆蓋各所述p導(dǎo)電通道和各所述n導(dǎo)電通道的p焊墊和n焊墊；s10：將各所述led倒裝芯片制作成chip。

優(yōu)選地，所述外延層自下而上依次為緩沖層buffer、n型半導(dǎo)體層n-gan、發(fā)光層mqw和p型半導(dǎo)體層p-gan。

優(yōu)選地，在所述s3中，所述n電極溝槽位于各所述芯片單元區(qū)域的邊緣四周，每個(gè)所述芯片單元區(qū)域中除所述n電極溝槽以外的區(qū)域?yàn)樗鰉esa平臺(tái)。

優(yōu)選地，所述n電極溝槽的底部位于所述n-gan的上下表面之間。

優(yōu)選地，在所述s4中，所述p-歐姆接觸層的邊緣與所述mesa平臺(tái)的邊緣之間具有第一預(yù)設(shè)間距d1；和/或，在所述s5中，各所述反射層的邊緣與對應(yīng)的所述mesa平臺(tái)的邊緣之間具有第二預(yù)設(shè)間距d2，且所述d2＜d1；和/或，在所述s6中，所述n-歐姆接觸層的邊緣與所述mesa平臺(tái)的邊緣之間具有第三預(yù)設(shè)間距d3。

優(yōu)選地，在所述s10中，包含以下子步驟：s11-1：對所述透光襯底進(jìn)行研磨拋光；s11-2：激光劃裂所述經(jīng)過研磨拋光后的透光襯底，以將各所述led倒裝芯片分割成倒裝chip。

優(yōu)選地，在所述s11中，包含以下子步驟：s11-1：對所述透光襯底進(jìn)行研磨拋光；s11-2：將所述經(jīng)過研磨拋光后的透光襯底進(jìn)行表面粗化；s11-3：激光劃裂所述經(jīng)過表面粗化后的透光襯底，以將各所述led倒裝芯片分割成出光面粗化的倒裝chip。

優(yōu)選地，在所述s11中，包含以下子步驟：s11-1：對所述透光襯底進(jìn)行研磨拋光；s11-2：通過激光剝離去除所述經(jīng)過研磨拋光后的透光襯底；s11-3：通過激光劃裂將各所述led倒裝芯片分割成薄膜倒裝chip。

有益效果：本發(fā)明為了克服正裝芯片的不足，將芯片制作成倒裝結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，光從透光襯底取出，不必從電流擴(kuò)散層(即歐姆接觸層)取出，由于不從電流擴(kuò)散層出光，這樣不透光的電流擴(kuò)散層可以加厚，增加倒裝芯片的電流密度。

附圖說明

圖1為生長了外延層的透明襯底的俯視圖；

圖2為圖1中沿a-a面的斷面圖；

圖3為刻蝕出mesa平臺(tái)后的俯視圖；

圖4為圖3中沿a-a面的斷面圖；

圖5為形成p-歐姆接觸層后的俯視圖；

圖6為圖5中沿a-a面的斷面圖；

圖7為生長了反射層后的俯視圖；

圖8為圖7中沿a-a面的斷面圖；

圖9為形成n-歐姆接觸層后的俯視圖；

圖10為圖9中沿a-a面的斷面圖；

圖11為形成隔離層后的俯視圖；

圖12為圖11中沿a-a面的斷面圖；

圖13為圖形化隔離層后的俯視圖；

圖14為圖13中沿a-a面的斷面圖；

圖15為形成p焊墊和n焊墊后的俯視圖；

圖16為圖15中沿a-a面的斷面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

實(shí)施方式1：

本實(shí)施方式提供了一種led倒裝芯片的制備方法，主要包括以下步驟：

s1：提供具有n個(gè)芯片單元區(qū)域a1、a2······an的透光襯底1001，一個(gè)該芯片單元區(qū)域即為一個(gè)led倒裝芯片，其中，n≥1，為了便于表述，本申請以下的描述中均以n＝1為例進(jìn)行。

上述透光襯底1001可以選擇藍(lán)寶石al2o3或氮化鎵gan等。

s2：在透光襯底1001上生長外延層。如圖1和2，這里的外延層自下而上依次為緩沖層buffer1012、n型半導(dǎo)體層n-gan1013、發(fā)光層mqw1014和p型半導(dǎo)體層p-gan1015。

s3：在使用光刻膠保護(hù)的情況下，在每個(gè)芯片單元區(qū)域上都刻蝕出n電極溝槽1002以形成mesa平臺(tái)1003(即光刻膠保護(hù)的區(qū)域)，其中的n電極溝槽1002位于各芯片單元區(qū)域的邊緣四周，而且刻蝕的深度至n-gan1013的內(nèi)部，即刻蝕結(jié)束后，n電極溝槽1002的底部位于n-gan1013的上下表面之間，每個(gè)芯片單元區(qū)域中除n電極溝槽1002以外的區(qū)域?yàn)閙esa平臺(tái)1003，如圖3和4。

s4：在各mesa平臺(tái)1003的上表面形成覆蓋部分mesa平臺(tái)1003的p-歐姆接觸層1004，為了防止p電極與n電極之間短路，p-歐姆接觸層1004的邊緣至對應(yīng)的各mesa平臺(tái)1003的邊緣要留有第一預(yù)設(shè)間距d1，如圖5和6。

上述p-歐姆接觸層1004的材料可以為氧化銦錫ito、氧化鋅zno、摻鋁氧化鋅azo或鎳金auni等，制備方法可以為電子束蒸發(fā)e-beam、磁控濺射sputter、原子層沉積ald等。

s5：在部分上述p-歐姆接觸層1004之上形成反射層1005，各反射層1005覆蓋全部的p-歐姆接觸層1004，且各反射層1005的邊緣與對應(yīng)的mesa平臺(tái)1003的邊緣之間具有第二預(yù)設(shè)間距d2，且d2＜d1，如圖7和8。

上述反射層1005為高反射金屬層，高反射金屬層可以為ag、al，也可以搭配適量的ni鎳、tiw鈦鎢等金屬材料；

s6：在部分上述n電極溝槽1002之上形成n-歐姆接觸層1006；為了防止p電極與n電極之間短路，n-歐姆接觸層1006的邊緣與對應(yīng)的各mesa平臺(tái)1003的邊緣之間具有第三預(yù)設(shè)間距d3，如圖9和10。n-歐姆接觸層1006的材料可以為cr\al，或者后續(xù)增加ni、ti、pt、au等其它金屬。

s7：為了隔離p型導(dǎo)電區(qū)域和n型導(dǎo)電區(qū)域以及保護(hù)mesa平臺(tái)1003邊框潔凈不導(dǎo)通，將mqw1014發(fā)向芯片底部的光線反射回芯片正面，最終提高芯片的出光效率，在上述s6結(jié)束后的整個(gè)芯片表面沉積隔離層1007，如圖11和12，即該隔離層1007覆蓋各n電極溝槽1002、mesa平臺(tái)1003、反射層1005以及n-歐姆接觸層1006。

上述隔離層1007的材料為不導(dǎo)電材料，例如透明介質(zhì)層、高反射介質(zhì)層，可以為二氧化硅sio2、氮化硅sin、dbr(sio2與五氧化三鈦ti3o5的疊層)等。

s8：圖形化隔離層1007，以在各芯片單元區(qū)域的反射層1005正上方形成p導(dǎo)電通道1008，并在n-歐姆接觸層1006正上方以及部分n電極溝槽1002正上方分別形成一個(gè)n導(dǎo)電通道1009，如圖13和14。

p、n導(dǎo)電通道的個(gè)數(shù)不限，均≥1，本實(shí)施方式中p導(dǎo)電通道1014為一個(gè)、n導(dǎo)電通道1015為兩個(gè)。

s9：為了方便led芯片封裝，制作分別覆蓋各p導(dǎo)電通道1008和各n導(dǎo)電通道1009的p焊墊1010和n焊墊1011，如圖15和16。

其中p焊墊1010覆蓋全部的p導(dǎo)電通道1008，n焊墊1011覆蓋全部的n導(dǎo)電通道1009，在各led倒裝芯片中，為了防止p焊墊1010與n焊墊1011之間相鄰兩顆led倒裝芯片之間導(dǎo)通短路，p焊墊1010與n焊墊1011之間以及二者與對應(yīng)的led倒裝芯片的邊緣之間均通過隔離層1007隔開，二者之間的隔離層1007的寬度為第四預(yù)設(shè)間距d4。

上述p焊墊1010與n焊墊1011的材料可以為au、錫sn、cr、al、pt、ti等材料。

s10：將各led倒裝芯片制作成倒裝chip。

將上述s10結(jié)束后的2寸或更大直徑的圓片的透光襯底1001進(jìn)行研磨拋光，研磨厚度可在50-500um范圍內(nèi)，然后通過激光劃裂上述經(jīng)過研磨拋光后的透光襯底1001，以將各led倒裝芯片分割成led倒裝芯片flipchipled。

至此，完成led倒裝芯片的制作。

本方法制作成的led倒裝芯片，可以同時(shí)避開p電極上導(dǎo)電層吸收光和電極焊墊遮光的問題，提高了光電性能。

本方法制成的led倒裝芯片相對正裝led芯片有如下幾個(gè)特點(diǎn)：簡化封裝工藝，節(jié)省封裝成本；提高封裝生產(chǎn)良率；低熱阻、高可靠性、高光效。

實(shí)施方式2：

本實(shí)施方式為實(shí)施方式1的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)在于：為了弱化由于透光襯底1001的全反射角造成的出光效率低下的問題，在本實(shí)施方式中，將各led倒裝芯片制作成chip的方式相比較于實(shí)施方式1有了改進(jìn)，本實(shí)施方式中在對透光襯底1001進(jìn)行研磨拋光后(研磨厚度也可在50-500um范圍內(nèi))，是將經(jīng)過研磨拋光后的透光襯底1001先進(jìn)行表面粗化，然后再對經(jīng)過表面粗化后的透光襯底1001進(jìn)行激光劃裂，以將各led倒裝芯片分割成出光面粗化的led倒裝芯片flipchipled。經(jīng)過表面粗化的透光襯底1001表面比較粗糙，能夠?qū)⒂捎谌瓷浣沁z漏的一部分光也反射出去，以提升出光率。

除此之外，本實(shí)施方式與實(shí)施方式1完全相同，此處不做贅述。

實(shí)施方式3：

本實(shí)施方式為實(shí)施方式1的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)在于本實(shí)施方式中，將各led倒裝芯片制作成chip的方式相比較于實(shí)施方式1有了改進(jìn)，本實(shí)施方式中在對透光襯底1001進(jìn)行研磨拋光后，是先將經(jīng)過研磨拋光后的透光襯底1001通過激光剝離去除，然后再通過激光劃裂將各led倒裝芯片分割成薄膜led倒裝芯片thinflimflipchipled。這種方式使得制備得到的led倒裝芯片能夠徹底把透光襯底1001去除，且其底面通過金屬電極和支架形成導(dǎo)熱快速通道，頂面發(fā)光層發(fā)熱源直接接觸封裝膠體，使芯片的導(dǎo)熱通道最短。

除此之外，本實(shí)施方式與實(shí)施方式1完全相同，此處不做贅述。

上述各實(shí)施方式只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。