一種晶圓級薄膜倒裝led芯片的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前高亮度LED已成為LED行業(yè)發(fā)展的重點,廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外照明。為了加快LED照明的普及,降低其制造成本是必經(jīng)之路。倒裝芯片(Flip-Chip)由于散熱好、出光效率高而且免打線,已經(jīng)成為各家LED公司發(fā)展的重點。目前的倒裝芯片都是在透明襯底(例如藍寶石襯底和SiC襯底)上制備的,但是透明襯底對光有一定的吸收,且為五面發(fā)光,對配光要求更高。更為重要的是目前這種制備倒裝芯片的方法不適用于非透明的襯底外延技術(shù),例如娃襯底,而娃襯底外延技術(shù)已經(jīng)被認為是未來降低LED成本的最佳選擇之一。所以市面上已經(jīng)有剝離了襯底的薄膜倒裝芯片,薄膜倒裝芯片除了具有倒裝芯片的免打線的優(yōu)勢外還具有薄膜芯片出光形貌好的優(yōu)點。但是這種薄膜倒裝芯片的制造方法為芯片級單顆制作而非晶圓級,生產(chǎn)效率不高,對支撐基板浪費也大,并不是一個低成本的方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,不受外延襯底限制,而且可以直接做成白光LED芯片,生產(chǎn)效率高,成本低。
[0004]為了解決本發(fā)明的技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,該方法包括在生長襯底上依次生長緩沖層、N型GaN層、多量子阱層、P型GaN層和反射金屬層,在所述反射金屬層表面部分區(qū)域刻蝕至暴露出N型GaN層形成N電極孔和第一溝槽,在所述反射金屬層上沉積一層第一絕緣層,所述第一絕緣層覆蓋了所述N電極孔的側(cè)壁及所述第一溝槽,在所述覆蓋在反射金屬層上的第一絕緣層的部分區(qū)域形成多個P電極孔,所述P電極孔的深度至反射金屬層,在所述第一絕緣層上沉積一層電流擴散金屬層,所述電流擴散金屬層覆蓋了所述N電極孔和P電極孔,該方法還包括在所述電流擴散金屬層的部分區(qū)域形成多個第一凹槽和第二溝槽,所述第一凹槽和第二溝槽的深度至第一絕緣層,在所述電流擴散金屬層上沉積一層第二絕緣層,所述第二絕緣層覆蓋了所述第一凹槽和第二溝槽與第一絕緣層連通,在所述第二絕緣層的部分區(qū)域形成多個第二凹槽,所述第二凹槽的深度至電流擴散金屬層,在所述第二絕緣層上制備導(dǎo)電柱子,所述導(dǎo)電柱子覆蓋了所述第二凹槽,并互相隔離,在所述導(dǎo)電柱子四周填充絕緣材料層,所述絕緣材料層覆蓋了整個晶圓片,對所述晶圓片上的絕緣材料層做平坦化處理,使導(dǎo)電柱子暴露,剝離生長襯底和緩沖層使N型GaN層暴露,沿著溝槽進行切割,形成單顆芯片。
[0005]優(yōu)選地,所述反射金屬層的材料為下列中的一種:Ag、Al、N1、N1-Ag合金、Al-Ni合金、Ag-N1-Al 合金。
[0006]優(yōu)選地,所述第一絕緣層和第二絕緣層的材料為下列中的一種或多種:Si02、SiN、A1203o
[0007]優(yōu)選地,所述導(dǎo)電柱子的材料為下列材料中的一種或多種:金屬、半導(dǎo)體。
[0008]優(yōu)選地,所述制備導(dǎo)電柱子的方法為下列方法中的一種或多種:壓焊、植球、電鍍、化學(xué)鍍。
[0009]優(yōu)選地,所述絕緣材料層的材料為下列中的一種或多種:硅膠、水玻璃、環(huán)氧樹脂、
聚酰亞胺、光刻膠、塑料。
[0010]優(yōu)選地,所述制備方法還包括對N型GaN層進行表面粗化處理。
[0011]優(yōu)選地,所述制備方法還包括在N型GaN層表面放置突光薄膜制成白光LED芯片。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明給出了一種晶圓級薄膜倒裝芯片的制備方法,該制備方法生產(chǎn)效率高、成本低。采用本發(fā)明的方法制備的薄膜倒裝芯片免打線而且很容易做成白光,給降低LED照明成本提供了一種解決方案。
【附圖說明】
[0013]圖1至圖10為本發(fā)明一個實施例的制備過程的示意圖。
[0014]圖中標識說明:
1為生長襯底,2為緩沖層,3為N型GaN層,4為多量子阱層,5為P型GaN層,6為反射金屬層,7為第一溝槽,8為N電極孔,9為第一絕緣層,10為P電極孔,11為電流擴散金屬層,12為第一凹槽,13為第二溝槽,14為第二絕緣層,15為第二凹槽,16為導(dǎo)電柱子,17為絕緣材料層。
【具體實施方式】
[0015]如圖1至圖10所示,本發(fā)明提供一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法。
[0016]如圖1所示在生長襯底1上依次生長緩沖層2、N型GaN層3、多量子阱層4、P型GaN層5和反射金屬層6。
[0017]如圖2所示,在所述反射金屬層6的表面部分區(qū)域刻蝕至暴露出N型GaN層形成第一溝槽7和N電極孔8。
[0018]如圖3所示,在反射金屬層6上沉積一層第一絕緣層9,第一絕緣層9覆蓋了第一溝槽7及N電極孔8的側(cè)壁,在所述覆蓋在反射金屬層6上的第一絕緣層9的部分區(qū)域形成多個P電極孔10,所述P電極孔10的深度至反射金屬層6,如圖4所示。
[0019]如圖5所示,在第一絕緣層9上沉積一層電流擴散金屬層11,所述電流擴散金屬層11覆蓋了 N電極孔8和P電極孔10,在所述電流擴散金屬層11的部分區(qū)域形成多個第一凹槽12和第二溝槽13,所述第一凹槽12和第二溝槽13的深度至第一絕緣層9。
[0020]如圖6所示,在電流擴散金屬層11上沉積一層第二絕緣層14,第二絕緣層14覆蓋了第一凹槽12和第二溝槽13從而與第一絕緣層9連通,在第二絕緣層14的部分區(qū)域形成一個第二凹槽15,所述第二凹槽15的深度至電流擴散金屬層11。
[0021]如圖7所示,采用植球法在所述第二絕緣層14上形成導(dǎo)電柱子16,導(dǎo)電柱子16的個數(shù)與第二凹槽14的個數(shù)相符并覆蓋了第二凹槽14。
[0022]如圖8所示,在金屬柱子16的四周填充一絕緣材料17,所述絕緣材料17覆蓋了整個晶圓片。如圖9所示,對絕緣層材料17進行平坦化處理,暴露出金屬柱子15。剝離生長襯底1和緩沖層2,暴露出N型GaN層,沿溝槽進行切割,形成單顆芯片,如圖10所示。
[0023]以上所述,僅為本發(fā)明中的【具體實施方式】,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變換或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,包括 在生長襯底上依次生長緩沖層、N型GaN層、多量子阱層、P型GaN層和反射金屬層;其特征在于,在所述反射金屬層表面部分區(qū)域刻蝕至暴露出N型GaN層形成N電極孔和第一溝槽; 在所述反射金屬層上沉積一層第一絕緣層,所述第一絕緣層覆蓋了所述N電極孔的側(cè)壁及所述第一溝槽; 在所述覆蓋在反射金屬層上的第一絕緣層的部分區(qū)域形成多個P電極孔,所述P電極孔的深度至反射金屬層; 在所述第一絕緣層上沉積一層電流擴散金屬層,所述電流擴散金屬層覆蓋了所述N電極孔和P電極孔; 在所述電流擴散金屬層的部分區(qū)域形成多個第一凹槽和第二溝槽,所述第一凹槽和第二溝槽的深度至第一絕緣層; 在所述電流擴散金屬層上沉積一層第二絕緣層,所述第二絕緣層覆蓋了所述第一凹槽和第二溝槽與第一絕緣層連通; 在所述第二絕緣層的部分區(qū)域形成多個第二凹槽,所述第二凹槽的深度至電流擴散金屬層; 在所述第二絕緣層上制備導(dǎo)電柱子,所述導(dǎo)電柱子覆蓋了所述第二凹槽,并互相隔離; 在所述導(dǎo)電柱子四周填充絕緣材料層,所述絕緣材料層覆蓋了整個晶圓片; 對所述晶圓片上的絕緣材料做平坦化處理,使導(dǎo)電柱子暴露; 剝離生長襯底和緩沖層使N型GaN層暴露; 沿著溝槽進行切割,形成單顆芯片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,其特征在于所述反射金屬層的材料為下列中的一種:Ag、Al、N1、N1-Ag合金、Al_Ni合金、Ag_Ni_Al合金。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,其特征在于所述第一絕緣層和第二絕緣層的材料為下列中的一種或多種:Si02、SiN、Al203。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,其特征在于所述導(dǎo)電柱子的材料為下列材料中的一種或多種:金屬、半導(dǎo)體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,其特征在于所述制備導(dǎo)電柱子的方法為下列方法中的一種或多種:壓焊、植球、電鍍、化學(xué)鍍。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,其特征在于所述絕緣材料層的材料為下列中的一種或多種:硅膠、水玻璃、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、光刻膠、塑料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,其特征在于所述制備方法還包括對N型GaN層進行表面粗化處理。8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,其特征在于所述制備方法還包括在N型GaN層表面放置熒光薄膜制成白光LED芯片。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種晶圓級薄膜倒裝LED芯片的制備方法,該方法是通過制備導(dǎo)電柱子將芯片的電極引出并通過在導(dǎo)電柱子周圍填充絕緣材料進行絕緣。本發(fā)明的制備方法不受外延襯底的限制,而且可以直接做成白光LED芯片,生產(chǎn)效率高,成本低。
【IPC分類】H01L33/38, H01L33/00
【公開號】CN105244419
【申請?zhí)枴緾N201410269774
【發(fā)明人】封 波, 鄧彪, 孫錢, 趙漢民, 王敏
【申請人】晶能光電(常州)有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2014年6月18日