一種新型高壓led的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及LED制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型高壓LED的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡稱LED)是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，由鎵(Ga) 與砷(As)、磷(P)、氮(N)、銦(In)的化合物組成，利用半導(dǎo)體P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成。LED以 其亮度高、低功耗、壽命長、啟動快，功率小、無頻閃、不容易產(chǎn)生視視覺疲勞等優(yōu)點(diǎn)，成為新 一代光源首選。
[0003] 隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，LED芯片在追逐更高光效、更高功率、更高可靠性的方向一 步一步邁進(jìn)。而在LED應(yīng)用端，主要占據(jù)市場的依舊為小功率和中功率芯片，大功率芯片由 于良率問題只有少數(shù)公司涉足。
[0004] 近年來許多新型LED芯片出現(xiàn)在公眾視野內(nèi)，其中高壓(High voltage)LED，以其 效率優(yōu)于一般傳統(tǒng)低壓LED，備受關(guān)注。高壓LED效率高主要?dú)w因于小電流、多單元的設(shè)計能 均勻的將電流擴(kuò)散開，而且高壓LED可以實(shí)現(xiàn)直接高壓驅(qū)動，從而節(jié)省LED驅(qū)動的成本?，F(xiàn)有 的高壓LED芯片存在著功率增加、散熱難及可靠性降低的問題。
[0005] 針對散熱問題，業(yè)界對高壓LED芯片的結(jié)構(gòu)出了進(jìn)一步的改進(jìn)。例如，專利申請?zhí)?為201510022007.8采用增加導(dǎo)熱柱的方法來增加芯片的散熱性。但是該法工藝實(shí)現(xiàn)難度 高，不易廣泛應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0006] 因此，提供一種新型高壓LED的制作方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種新型高壓LED的制作 方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)高壓LED散熱難、工藝復(fù)雜等問題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種新型高壓LED的制作方法，所述 制作方法至少包括：
[0009] 1)提供生長襯底，在所述生長襯底上生長外延層，所述外延層包括N型GaN層、生長 在所述N型GaN層表面的多量子阱層以及生長在所述多量子阱層表面的P型GaN層；
[0010] 2)刻蝕所述外延層，形成暴露所述生長襯底的隔離溝槽，使所述外延層形成多個 相互獨(dú)立的芯片；
[0011] 3)刻蝕每個芯片的外延層，形成暴露所述N型GaN層的開口；
[0012] 4)在所述P型GaN層表面形成反射金屬層，在所述反射金屬層上覆蓋隔離金屬層；
[0013] 5)在所述外延層和隔離金屬層表面覆蓋第一絕緣層，在所述開口中第一絕緣層表 面開孔，暴露出所述N型GaN層，同時在所述第一絕緣層表面開孔，形成暴露所述隔離金屬層 的互聯(lián)窗口，其中第一個芯片中所述隔離金屬層表面不開孔；
[0014] 6)在所述第一絕緣層表面、開口以及互聯(lián)窗口中填充互聯(lián)金屬層，使相鄰芯片的 隔離金屬層與N型GaN層電連，形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)；
[0015] 7)在所述第一絕緣層和互聯(lián)金屬層表面覆蓋第二絕緣層，其中，在最末尾芯片表 面的第二絕緣層上形成N電極接觸孔；
[0016] 8)在所述第二絕緣層和互聯(lián)金屬層表面以及隔離溝槽中覆蓋鍵合金屬層，通過所 述鍵合金屬層將步驟7)獲得的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)熱襯底鍵合；
[0017] 9)剝離所述生長襯底，從背面依次刻蝕所述第一個芯片的N型GaN層、多量子阱層 以及P型GaN層，形成暴露反射金屬層的P電極接觸孔；
[0018] 10)形成第三絕緣層，刻蝕所述P電極接觸孔中的第三絕緣層，在所述P電極接觸孔 中填充與第一個芯片的反射金屬層電連的P電極。
[0019] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟2)中采用ICP刻 蝕或者激光劃裂的方法形成所述隔離溝槽，所述隔離溝槽呈倒梯形結(jié)構(gòu)。
[0020] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述反射金屬層的材料 為Ni、A、T i、Pt或者Au中的一種或多種的組合，厚度范圍為1 〇〇~5000A。
[0021] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述互聯(lián)金屬層的材料 為Cr、Al、Ti、Ni、Pt或者Au中的一種或多種的組合，厚度范圍為丨0000-20000,4。
[0022]作為本發(fā)明新型高壓L E D的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述隔離溝槽中的互聯(lián) 金屬層與第一絕緣層構(gòu)成0DR結(jié)構(gòu)，使所述隔離溝槽成為反射溝槽。
[0023] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述第一絕緣層、第二絕 緣層和第三絕緣層選自Si02、Si 3N4或DBR中的一種或多種材料形成的材料堆層。
[0024] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述導(dǎo)熱襯底為金屬襯 底、硅襯底或者鉬襯底，具有導(dǎo)熱以及導(dǎo)電能力。
[0025] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述步驟9)中采用激光 剝離或者濕法腐蝕的方法剝離所述生長襯底。
[0026] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，采用ICP刻蝕或者濕法腐 蝕的方法從背面依次刻蝕所述第一個芯片的N型GaN層、多量子阱層以及P型GaN層，形成暴 露反射金屬層的P電極接觸孔。
[0027] 作為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法的一種優(yōu)化的方案，所述生長襯底為藍(lán)寶石 襯底
[0028] 如上所述，本發(fā)明的新型高壓LED的制作方法，所述制作方法包括:在生長襯底上 進(jìn)行外延層沉積;形成隔離溝槽;mesa平臺刻蝕、形成反射金屬層;形成隔離金屬層;形成第 一絕緣層;形成互聯(lián)金屬層;形成第二絕緣層;形成鍵合金屬層;鍵合導(dǎo)熱襯底;移除藍(lán)寶石 生長襯底；制作P電極等步驟。本發(fā)明通過剝離低導(dǎo)電的生長襯底，將發(fā)光體轉(zhuǎn)移到高導(dǎo)熱 率的襯底上來提高芯片的散熱能力。本發(fā)明制作的高壓LED具有良好的散熱性以及易封裝 性等特點(diǎn)，適用于大規(guī)模工藝生產(chǎn)中。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟1)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖2為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟2)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖3為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟3)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖4~圖5為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟4)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖6為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟5)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖7為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟6)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖8為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟7)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖9~圖10為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟8)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖11~圖12為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟9)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖13~圖14為本發(fā)明新型高壓LED的制作方法步驟10)中呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0039] 元件標(biāo)號說明
[0040] 1 生長襯底
[0041 ] 2 外延層
[0042] 21 N型GaN層
[0043] 22多量子阱層
[0044] 23 P 型 GaN層
[0045] 3 隔離溝槽
[0046] 4 開口
[0047] 5 反射金屬層
[0048] 6 隔離金屬層
[0049] 7 第一絕緣層
[0050] 8 互聯(lián)窗口
[00511 9 互聯(lián)金屬層
[0052] 10第二絕緣層
[0053] 11 N電極接觸孔
[0054] 12鍵合金屬層
[0055] 13導(dǎo)熱襯底
[0056] 14 P電極接觸孔
[0057] 15第三絕緣層
[0058] 16 P 電極
【具體實(shí)施方式】
[0059]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0060] 請參閱附圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明 的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形 狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布 局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0061] 本發(fā)明提供一種新型高壓LED的制作方法，下面結(jié)合附圖1~圖14,對本發(fā)明實(shí)施 例的新型高壓LED的制作方法進(jìn)行說明。所述方法至少包括以下幾個步驟：
[0062] 首先進(jìn)行步驟一，請參閱附圖1，提供生長襯底1，在所述生長襯底1上生長外延層 2,所述外延層2包括N型GaN層21、生長在所述N型GaN層21表面的多量子阱層22以及生長在 所述多量子阱層22表面的P型GaN層23。
[0063] 所述生長襯底1可以是藍(lán)寶石襯底等低導(dǎo)熱率襯底，當(dāng)然，根據(jù)工藝需要，也可以 是其他適合制作LED芯片的襯底，例如尖晶石(1%41 2〇4)、3丨(：、2113、211〇或6&48襯底等等，在此 不限。本實(shí)施例中所述生長襯底1優(yōu)選為藍(lán)寶石襯底。外延生長N型GaN層21、多量子阱層22 及P型GaN層23的工藝是常規(guī)工藝，在此不再一一贅述。
[0064] 其次執(zhí)行步驟二，請參閱附圖2，刻蝕所述外延層2，形成暴露所述生長襯底2的隔 離溝槽3,使所述外延層2形成多個相互獨(dú)立的芯片。
[0065] 本步驟中，可以通過對外延層2采用ICP蝕刻工藝或者激光劃裂等方法，在外延層2 上形成隔離溝槽3,隔離溝槽3的深度至生長襯底1表面、露出生長襯底1，在外延層2上設(shè)置 所述隔離溝槽3,使所述外延層2形成彼此相互獨(dú)立多個芯片，后續(xù)通過互聯(lián)金屬層該多個 芯片可以形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，這些芯片包括串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的第一個芯片、第二個芯片、……、最末 尾芯片。為了方便圖示，附圖2中僅畫出3個芯片，從左到右依次可以代表第一個芯片、中間 芯片和最末尾芯片。
[0066]需要說明的是，所述隔離溝槽3-般呈上寬下窄的倒梯形結(jié)構(gòu)。為了圖示方便，附 圖2~圖14中的隔離溝槽3均畫成側(cè)壁垂直的矩形結(jié)構(gòu)。
[0067]然后執(zhí)行步驟三，請再參閱附圖3,刻蝕每個芯片的外延層2,形成暴露所述N型GaN 層21的開口 4。
[0068] 如圖3所示，可以采用干法刻蝕或者濕法刻蝕工藝對獨(dú)立的每一個芯片進(jìn)行刻蝕， 在每一個芯片表面形成貫穿P型GaN層23、多量子阱層22直到N型GaN層21表面的開口 4。
[0069] 本實(shí)施例中，采用干法刻蝕工藝，例如ICP或者PIE工藝進(jìn)行刻蝕，刻蝕未刻穿所述 N型GaN層21，形成暴露所述N型GaN層21的開口 4。