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封裝過程中，都把藍寶石襯底Bonding在PCB板上。但由于藍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]為改善用藍寶石做襯底的正裝芯片散熱不佳的問題，人們設(shè)計了一種新的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)計之后，人們對其可行性進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)域相對很小(若做的太大，會因損失發(fā)光區(qū)而影響光效)，很難與PCB的相對區(qū)域很好的對位；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，焊接時由于焊料的流動而易形成短路現(xiàn)象，進而產(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，而切割會暴露出N區(qū)域，在焊接時P處的焊料由于流動會接觸暴露出的N區(qū)域，進而產(chǎn)生漏電風(fēng)險，影響封裝良率；第六、大部分N電極區(qū)位于整個芯片的某處區(qū)域，電流擴散不均勻，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，通過刻蝕形成芯片隔離區(qū)；
[0009]步驟3，在芯片兩側(cè)邊緣對稱分別形成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散反射層，在隔離區(qū)、N型電極形成區(qū)、擴散發(fā)射層之上形成絕緣介質(zhì)膜層；
[0011]步驟5、對N型電極型成區(qū)、擴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)邊緣對稱的兩個N型電極形成區(qū)；
[0016]位于P型歐姆接觸層之上的擴散反射層；
[0017]位于芯片隔離區(qū)、N型電極形成區(qū)、擴散發(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、擴散反射層形成了三明治結(jié)構(gòu)，位于二者之上，無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)膜層對側(cè)壁的N型形成區(qū)做了有效的保護，因此避免了封裝過程中漏電的發(fā)生，提高了封裝良率；本發(fā)明中，對絕緣介質(zhì)膜層做了山脊分離的設(shè)計，避免了封裝過程中焊錫的流動而導(dǎo)致的N型電極和P型電極之間的短路問題，提高了封裝良率；本發(fā)明中，N型電極形成區(qū)通過設(shè)置成了對稱設(shè)置，進一步提高了電流擴散均勻性。
【附圖說明】
[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]為了能明確實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標注了特定的尺寸、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)境進行調(diào)整或者修改，所進行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的一種倒裝LED芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法進行詳細描述。
[0027]在以下的描述中，將描述本發(fā)明的多個不同的方面，然而，對于本領(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)或者流程來實施本發(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，在沒有這些特定細節(jié)的情況下也可以實施本發(fā)明。在其他情況下，為了不混淆本發(fā)明，對于一些眾所周知的特征將不再進行詳細闡述。
[0028]為解決上述問題，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，通過刻蝕形成芯片隔離區(qū)Ol ;步驟3，在芯片兩側(cè)邊緣對稱分別形成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散反射層03，在隔離區(qū)、N型電極形成區(qū)、擴散發(fā)射層之上形成絕緣介質(zhì)膜層04，要求擴散介質(zhì)膜層對隔離區(qū)可充分保護；步驟5、對N型電極型成區(qū)、擴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型電極通過錫焊的方式焊接于PCB板上。
[0029]其中，步驟2中，通過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