專利名稱：一種芯片倒裝的發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件技術(shù)，尤其涉及一種芯片倒裝的發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)光二極管(即LED)光效的不斷提高，在某些領(lǐng)域，如液晶背光、汽車照明光源等，已逐漸顯露出發(fā)光二極管代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)光器件的趨勢。在通用照明領(lǐng)域，大功率發(fā)光二極管也同樣具有取代傳統(tǒng)光源的巨大潛力。一般發(fā)光二極管主要包括用于發(fā)光的芯片、用于封裝及散熱的支架(或散熱基板)，芯片封裝固定于支架。其中，傳統(tǒng)發(fā)光二極管的芯片一般采用正裝結(jié)構(gòu)，請參考圖1，在這種結(jié)構(gòu)中，n型半導(dǎo)體層101、有源層102、p型半導(dǎo)體層103依次沉積在襯底基板100上；然后采用半導(dǎo)體微加工工藝制造n接觸孔104、n電極105及p電極106。但是，這種正裝結(jié)構(gòu)的芯片，其存在的問題是首先，通過支架封裝芯片時(shí)，需要打線實(shí)現(xiàn)n電極105、p電極106與支架的電連接，而打線往往會存在虛焊等問題，因此導(dǎo)致發(fā)光二極管的可靠性差；·其次襯底基板100 —般厚度較大且導(dǎo)熱性差，影響發(fā)光二極管整體的導(dǎo)熱性能；再者，由于P型半導(dǎo)體層103導(dǎo)電性能差，一般須在p型半導(dǎo)體層103表面引入電流擴(kuò)散層107，而電流擴(kuò)散層107會吸收部分光而降低發(fā)光二極管的光效。為了解決芯片正裝的發(fā)光二極管的問題，有些廠家提出了芯片倒裝的發(fā)光二極管。芯片倒裝的發(fā)光二極管是將芯片倒轉(zhuǎn)封裝固定于倒裝基板，芯片倒裝的發(fā)光二極管無需在出光面制造電極及電流擴(kuò)散層，因此具有更高的出光效率?，F(xiàn)有技術(shù)中的芯片倒裝的發(fā)光二極管，一般采用超聲波及熱壓裝置，使芯片上的金球與倒裝基板上的金球在界面摩擦產(chǎn)生足夠的熱，實(shí)現(xiàn)金的熔化連接，并在此過程中采用熱壓進(jìn)行輔助。但此方法需使用價(jià)格昂貴的金及昂貴復(fù)雜的超聲倒裝機(jī)臺，使發(fā)光二極管的生產(chǎn)成本增加，而且超聲摩擦及熱壓，都會產(chǎn)生應(yīng)力，容易破壞芯片內(nèi)部的金屬層，使生產(chǎn)的不良率增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)的不良率較低的芯片倒裝的發(fā)光二極管及其制造方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，它包括有發(fā)光二極管芯片、倒裝基板，所述發(fā)光二極管芯片包括有襯底、n型半導(dǎo)體層、有源層、p型半導(dǎo)體層，所述n型半導(dǎo)體層覆蓋在所述襯底的底面，所述有源層覆蓋在所述n型半導(dǎo)體層的底面，所述P型半導(dǎo)體層覆蓋在所述有源層的底面，且所述n型半導(dǎo)體層設(shè)置有外露區(qū)域，所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域設(shè)置有與所述n型半導(dǎo)體層電連接的n極接觸層，所述p型半導(dǎo)體層表面設(shè)置有與所述P型半導(dǎo)體層電連接的P極接觸層；
所述倒裝基板包括有基底、n極電極線層、p極電極線層、與所述n極電極線層電連接的n極底電極層、與所述p極電極線層電連接的P極底電極層，所述n極電極線層、p極電極線層均覆蓋在所述基底的表面，所述n極底電極層、p極底電極層均覆蓋在所述基底的底面；所述發(fā)光二極管芯片與所述倒裝基板之間設(shè)置有各向異性導(dǎo)電膠(AnisotropicConductive Adhesive, ACA),所述發(fā)光二極管芯片通過所述各向異性導(dǎo)電膠倒裝固定于所述倒裝基板，其中，所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與所述倒裝基板的n極電極線層電連接，所述發(fā)光二極管芯片的p極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與所述倒裝基板的P極電極線層電連接。所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層包括有n極透明層、n極金屬層，所述n極透明層覆蓋在所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域的底面，且所述n極透明層開設(shè)有第一接觸孔，所述n極金屬層覆蓋在所述n極透明層的底面，且所述n極金屬層通過所述第一接觸孔與所述n型半導(dǎo)體層電連接；所述發(fā)光二極管芯片的P極接觸層包括有P極透明層、P極金屬層，所述P極透明層覆蓋在所述P型半導(dǎo)體層的底面，且所述P極透明層開設(shè)有第二接觸孔，所述P極金屬層覆蓋在所述P極透明層的底面，且所述P極金屬層通過所述第二接觸孔與所述P型半導(dǎo)體層電連接。 所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層的底面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的底面、P極接觸層的側(cè)邊均覆蓋有鈍化層，所述n極接觸層的底面的鈍化層開設(shè)有n極窗口，所述P極接觸層的底面的鈍化層開設(shè)有P極窗口。所述n極接觸層的底面的鈍化層的n極窗口處覆蓋有n極電極層，所述n極電極層與所述n極金屬層電連接；所述p極接觸層的底面的鈍化層的p極窗口處覆蓋有p極電極層，所述P極電極層與所述P極金屬層電連接。所述各向異性導(dǎo)電膠的垂直電阻率小于100 YiiK平行電阻率大于101° Q *011。本發(fā)明提供的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，包括下列步驟
步驟SI :在襯底的表面依序沉積n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層；
步驟S2 :蝕刻部分區(qū)域的p型半導(dǎo)體層和有源層，使得該部分區(qū)域的n型半導(dǎo)體層外露，形成所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域；
步驟S3 :在所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域表面形成n極接觸層，在p型半導(dǎo)體層的表面形成P極接觸層；
步驟S4 :在n極接觸層的表面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的表面、p極接觸層的側(cè)邊均覆蓋鈍化層，然后，在n極接觸層表面的鈍化層蝕刻出n極窗口，在p極接觸層表面的鈍化層蝕刻出P極窗口，從而制成發(fā)光二極管芯片；
步驟S5 :在表面絕緣的基底上制作n極電極線層、p極電極線層，在基底的底面制作n極底電極層、P極底電極層，并使n極電極線層與n極底電極層電連接、p極電極線層與p極底電極層電連接，從而制成倒裝基板；
步驟S6 :在倒裝基板的n極電極線層表面、p極電極線層表面、基底表面均覆蓋各向異性導(dǎo)電膠；
步驟S7 :將步驟S4制成的發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，使發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的n極電極線層電連接、發(fā)光二極管芯片的p極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的P極電極線層電連接；
步驟S8:激活各向異性導(dǎo)電膠。本發(fā)明提供的另一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于包括下列步驟步驟SI :在襯底的表面依序沉積n型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層；
步驟S2 :蝕刻部分區(qū)域的p型半導(dǎo)體層和有源層，使得該部分區(qū)域的n型半導(dǎo)體層外露，形成所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域；
步驟S3 :在所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域表面形成n極接觸層，在p型半導(dǎo)體層的表面形成P極接觸層；
步驟S41 :在n極接觸層的表面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的表面、p極接觸層的側(cè)邊均覆蓋鈍化層，然后，在n極接觸層表面的鈍化層蝕刻出n極窗口，在p極接觸層表面的鈍化層蝕刻出P極窗口 ；
步驟S42 :在n極接觸層表面的鈍化層的n極窗口處形成n極電極層，在p極接觸層表面的鈍化層的P極窗口處形成P極電極層，從而制成發(fā)光二極管芯片； 步驟S5 :在表面絕緣的基底上制作n極電極線層、p極電極線層，在基底的底面制作n極底電極層、P極底電極層，并使n極電極線層與n極底電極層電連接、p極電極線層與p極底電極層電連接，從而制成倒裝基板；
步驟S6 :在倒裝基板的n極電極線層表面、p極電極線層表面、基底表面均覆蓋各向異性導(dǎo)電膠；
步驟S7 :將步驟S42制成的發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，使發(fā)光二極管芯片的n極電極層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的n極電極線層電連接、發(fā)光二極管芯片的P極電極層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的P極電極線層電連接；
步驟S8:激活各向異性導(dǎo)電膠。本發(fā)明有益效果在于
本發(fā)明提供的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，它包括有發(fā)光二極管芯片、倒裝基板，發(fā)光二極管芯片與倒裝基板之間設(shè)置有各向異性導(dǎo)電膠，發(fā)光二極管芯片通過各向異性導(dǎo)電膠倒裝固定于倒裝基板，其中，發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的n極電極線層電連接，發(fā)光二極管芯片的p極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的P極電極線層電連接。由于本發(fā)明只通過各向異性導(dǎo)電膠，就可以將發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，無需超聲焊接，所以無需價(jià)格昂貴的金及昂貴復(fù)雜的超聲倒裝機(jī)臺，因此，本發(fā)明提供的芯片倒裝的發(fā)光二極管具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)的不良率較低、工藝簡單等特點(diǎn)。同樣，本發(fā)明提供的芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，只通過各向異性導(dǎo)電膠，就可以將發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，無需超聲焊接工藝，所以無需價(jià)格昂貴的金及昂貴復(fù)雜的超聲倒裝機(jī)臺，因此，本發(fā)明提供的芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)的不良率較低、工藝簡單等特點(diǎn)。


圖I是傳統(tǒng)發(fā)光二極管芯片的正裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法實(shí)施例I的步驟SI完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法實(shí)施例I的步驟S2完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法實(shí)施例I的步驟S3完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法實(shí)施例I的步驟S4完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法實(shí)施例I的步驟S5完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法實(shí)施例I的步驟S6完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明一種芯片倒裝的發(fā)光二極管實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2 9中包括有
11——襯底12——n型半導(dǎo)體層
13—有源層14—p型半導(dǎo)體層
151a-n極透明層151b-p極透明層
152a-n極金屬層152b-p極金屬層
16-鈍化層17a-n極電極層
17b——p極電極層21——基底
22a——n極電極線層22b——P極電極線層
23——通孔24——金屬
25a-n極底電極層25b-p極底電極層
3——各向異性導(dǎo)電膠。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例I
本發(fā)明的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，如圖2所示，其包括有發(fā)光二極管芯片、倒裝基板，發(fā)光二極管芯片包括有襯底ll、n型半導(dǎo)體層12、有源層13、p型半導(dǎo)體層14，其中，襯底11為藍(lán)寶石(Al2O3)襯底；n型半導(dǎo)體層12覆蓋在襯底11的底面，有源層13覆蓋在n型半導(dǎo)體層12的底面，p型半導(dǎo)體層14覆蓋在有源層13的底面，且n型半導(dǎo)體層12設(shè)置有外露區(qū)域，具體地說，將P型半導(dǎo)體層14的部分蝕刻和有源層13的部分蝕刻，使n型半導(dǎo)體層12的部分外露，形成n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域；其中，n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域設(shè)置有與n型半導(dǎo)體層12電連接的n極接觸層，p型半導(dǎo)體層14表面設(shè)置有與p型半導(dǎo)體層14電連接的p極接觸層，更具體地說，n極接觸層為覆蓋在n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域的表面，P極接觸層為覆蓋在P型半導(dǎo)體層14的表面。倒裝基板包括有基底21、n極電極線層22a、p極電極線層22b、與n極電極線層22a電連接的n極底電極層25a、與p極電極線層22b電連接的p極底電極層25b ;其中，基底21是具有良好導(dǎo)熱性材料制成的基板，如陶瓷基板、表面覆蓋有絕緣層的硅基板或表面覆蓋有絕緣層的金屬基板，而陶瓷基板包含但不限于為氧化鋁陶瓷基板或氮化鋁陶瓷基板；進(jìn)一步，n極電極線層22a、p極電極線層22b均覆蓋在基底21的表面，n極底電極層25a、P極底電極層25b均覆蓋在基底21的底面，具體地說，是在基底21開設(shè)內(nèi)壁絕緣的兩個(gè)通孔23，并在通孔23中填充金屬24，從而使n極電極線層22a通過一個(gè)通孔23中的金屬24與n極底電極層25a電連接、p極電極線層22b通過另一個(gè)通孔23中的金屬24與p極底電極層25b電連接。當(dāng)然，也可以通過其它方式實(shí)現(xiàn)倒裝基板的電極線層與底電極層的電連接，例如在基底21側(cè)邊引線的方式，從而使n極電極線層22a通過引線與n極底電極層25a電連接、p極電極線層22b通過引線與p極底電極層25b電連接，其中，基底21的側(cè)邊為絕緣。發(fā)光二極管芯片與倒裝基板之間設(shè)置有各向異性導(dǎo)電膠3，發(fā)光二極管芯片通過各向異性導(dǎo)電膠3倒裝固定于倒裝基板，其中，發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠3與倒裝基板的n極電極線層22a電連接，發(fā)光二極管芯片的p極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠3與倒裝基板的p極電極線層22b電連接；具體地說，各向異性導(dǎo)電膠3是一種新型電子封裝材料，其具有互連密度高、工藝溫度低、操作簡便、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，而且，更為重要的是，各向異性導(dǎo)電膠3具有在垂直方向的電阻率(即垂直電阻率)較小而在平行方向的電阻率(即平行電阻率)較大(幾乎絕緣)的特點(diǎn)，在本實(shí)施例中，各向異性導(dǎo)電膠3的垂直電阻率小于100 mQ*cm (毫歐姆 厘米)、平行電阻率大于101° Q -cm (歐姆 厘米)， 從而保證了發(fā)光二極管芯片的n極接觸層在垂直方向上與倒裝基板的n極電極線層22a電連接、發(fā)光二極管芯片的P極接觸層在垂直方向上與倒裝基板的P極電極線層22b電連接，并保證了發(fā)光二極管芯片的n極接觸層、發(fā)光二極管芯片的p極接觸層、倒裝基板的n極電極線層22a、倒裝基板的p極電極線層22b在平行方向上相互之間幾乎絕緣，即不會影響發(fā)光二極管芯片與倒裝基板的電連接。發(fā)光二極管芯片的n極接觸層包括有n極透明層151a、n極金屬層152a，n極透明層151a覆蓋在n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域的底面，且n極透明層151a開設(shè)有第一接觸孔，n極金屬層152a覆蓋在n極透明層151a的底面,且n極金屬層152a通過第一接觸孔與n型半導(dǎo)體層12電連接；發(fā)光二極管芯片的p極接觸層包括有p極透明層151b、p極金屬層152b，p極透明層151b覆蓋在p型半導(dǎo)體層14的底面，且p極透明層151b開設(shè)有第二接觸孔，P極金屬層152b覆蓋在p極透明層151b的底面,且p極金屬層152b通過第二接觸孔與P型半導(dǎo)體層12電連接；其中，n極透明層151a與p極透明層151b組成的透明層為SiO2 (二氧化硅)層、SiN (氮化硅)層或ITO (氧化銦錫)層，n極金屬層152a與p極金屬層152b組成的金屬層為Ag (銀)層、Al (鋁)層或Ni/Ag (鎳/銀)層等高反射性金屬層，因此，發(fā)光二極管芯片的n極金屬層152a和p極金屬層152b可以將光線較好地反射，從而提高本發(fā)明的出光光效；在本實(shí)施例中，所述n極透明層151a具有較低折射率，例如1.3，因此光從P型半導(dǎo)體層14出射至透明層151a時(shí)具有較小的全反射臨界角，即光從p型半導(dǎo)體層14出射至透明層151a時(shí)，較容易在p型半導(dǎo)體層14與透明層151a界面發(fā)生全反射，因此提高本發(fā)明的出光光效。發(fā)光二極管芯片的n極接觸層的底面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的底面、P極接觸層的側(cè)邊均覆蓋有鈍化層16，n極接觸層的底面的鈍化層16開設(shè)有n極窗口，使n極接觸層可以通過n極窗口與各向異性導(dǎo)電膠3連接，p極接觸層的底面的鈍化層16開設(shè)有P極窗口，使P極接觸層可以通過P極窗口與各向異性導(dǎo)電膠3連接，更具體地說，所述n型半導(dǎo)體層12可以通過n極接觸層的n極金屬層152a與各向異性導(dǎo)電膠3電連接，進(jìn)而通過各向異性導(dǎo)電膠3與倒裝基板的n極電極線層22a電連接；而所述p型半導(dǎo)體層14可以通過P極接觸層的P極金屬層152b與各向異性導(dǎo)電膠3電連接，進(jìn)而通過各向異性導(dǎo)電膠3與倒裝基板的p極電極線層22b電連接。其中，鈍化層16可以防止外露的n型半導(dǎo)體層12或p型半導(dǎo)體層14直接與倒裝基板接觸，從而保證本發(fā)明發(fā)光二極管的可靠性。由于本發(fā)明發(fā)光二極管采用發(fā)光二極管芯片倒裝的結(jié)構(gòu)，因此，其發(fā)熱的金屬層更加靠近具有散熱功能的倒裝基板，故本發(fā)明發(fā)光二極管具有更好散熱效果，而本發(fā)明的發(fā)光二極管芯片的散熱面積幾乎為整 個(gè)發(fā)光二極管芯片的100%;由于本發(fā)明只通過各向異性導(dǎo)電膠3，就可以將發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，無需超聲焊接，所以無需價(jià)格昂貴的金及昂貴復(fù)雜的超聲倒裝機(jī)臺，也不容易破壞發(fā)光二極管芯片內(nèi)部的金屬層，因此，本發(fā)明提供的芯片倒裝的發(fā)光二極管具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)的不良率較低、工藝簡單等特點(diǎn)。上述一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，包括下列步驟
步驟SI :在襯底11的表面依序沉積n型半導(dǎo)體層12、有源層13和p型半導(dǎo)體層14 ；請參考圖3，為本步驟完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，本步驟是通過外延工藝由下至上依序在襯底11表面沉積n型半導(dǎo)體層12、有源層13、p型半導(dǎo)體層14，更具體地說，所述n型半導(dǎo)體層12由下至上依序包括低溫氮化稼緩沖層、未摻雜氮化稼層、n型氮化稼層；有源層13是多層量子阱層(MQW) ；P型半導(dǎo)體層14由下至上依序包括p型氮化鋁稼層、P型氮化稼層。步驟S2 :蝕刻部分區(qū)域的p型半導(dǎo)體層14和有源層13，使得該部分區(qū)域的n型半導(dǎo)體層12外露，形成n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域；請參考圖4，為本步驟完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，本步驟是在步驟SI完成后，在p型半導(dǎo)體層14上方提供一掩膜，部分P型半導(dǎo)體層14外露，然后采用干法蝕刻或濕法蝕刻工藝，在掩膜未覆蓋處對p型半導(dǎo)體層14和有源層13進(jìn)行蝕刻直至n型半導(dǎo)體層12外露，形成n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域。步驟S3 :在n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域表面形成n極接觸層，在p型半導(dǎo)體層14的表面形成P極接觸層；請參考圖5，為本步驟完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，本步驟是在步驟S2完成后，在n型半導(dǎo)體層12的外露區(qū)域表面沉積低折射率的n極透明層151a、在p型半導(dǎo)體層14的表面沉積低折射率的p極透明層151b，然后采用干法蝕刻或濕法蝕刻工藝，將n極透明層151a刻蝕出多個(gè)第一接觸孔、p極透明層151b刻蝕出多個(gè)第二接觸孔，接著，在n極透明層151a上沉積n極金屬層152a，在p極透明層151b上沉積P極金屬層152b,所以,在本步驟中，n極接觸層是由n極透明層151a和n極金屬層152a組成，而P極接觸層是由P極透明層151b和p極金屬層152b組成。步驟S4 :請參考圖6，為本步驟完成時(shí)發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，本步驟是在步驟S3完成后，在n極接觸層的表面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的表面、p極接觸層的側(cè)邊均覆蓋鈍化層16，其中，鈍化層16為SiO2層、Al2O3 (三氧化二鋁)層、SiN層或聚合物薄膜層；然后，采用干法蝕刻或濕法蝕刻工藝，在n極接觸層表面的鈍化層16蝕刻出n極窗口，使n極接觸層的n極金屬層152a部分外露，在p極接觸層表面的鈍化層16蝕刻出P極窗口，使P極接觸層的P極金屬層152b部分外露，從而制成本實(shí)施例完整的發(fā)光二極管芯片。
步驟S5 :在表面絕緣的基底21上制作n極電極線層22a、p極電極線層22b，在基底21的底面制作n極底電極層25a、p極底電極層25b，并使n極電極線層22a與n極底電極層25a電連接、p極電極線層22b與p極底電極層25b電連接，從而制成倒裝基板；請參考圖7，為本步驟完成時(shí)倒裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，在本實(shí)例中，本步驟是通過激光打孔工藝或蝕刻工藝在基底21開設(shè)內(nèi)壁絕緣的通孔23，并采用薄膜沉積工藝在通孔23中填充金屬24，然后，在基底21上制作n極電極線層22a、p極電極線層22b，在基底21的底面制作n極底電極層25a、p極底電極層25b，并使n極電極線層22a通過一個(gè)通孔23中的金屬24與n極底電極層25a電連接、p極電極線層22b通過另一個(gè)通孔23中的金屬24與P極底電極層25b電連接。當(dāng)然，也可以通過其它方式實(shí)現(xiàn)倒裝基板的電極線層與底電極層的電連接，例如在基底21側(cè)邊引線的方式，從而使n極電極線層22a通過引線與n極底電極層25a電連接、p極電極線層22b通過引線與p極底電極層25b電連接，其中，基底21的側(cè)邊為絕緣。另外，為了保證倒裝基板的可靠性，還可以在基底21外露的表面和n極電極線層22a的側(cè)邊、p極電極線層22b的側(cè)邊覆蓋絕緣層。步驟S6 :請參考圖8，為本步驟完成時(shí)倒裝基板的結(jié)構(gòu)示意圖，具體地說，本步驟是在步驟S5完成后，采用沾涂、噴涂或絲網(wǎng)印刷工藝在倒裝基板的n極電極線層22a表面、 P極電極線層22b表面、基底21表面均覆蓋各向異性導(dǎo)電膠3 ;在本實(shí)施例中，本發(fā)明的倒裝基板的基底21為平板，因此，更加有利于本發(fā)明采用噴涂、絲網(wǎng)印刷等高效工藝進(jìn)行覆蓋各向異性導(dǎo)電膠3。步驟S7 :本步驟是在步驟S6完成后，將步驟S4制成的發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，使發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠3與倒裝基板的n極電極線層22a電連接、發(fā)光二極管芯片的p極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠3與倒裝基板的p極電極線層22b電連接，如圖2所示，從而完成發(fā)光二極管芯片的倒裝。步驟S8 :激活各向異性導(dǎo)電膠3，其中，本步驟是在60 100°C的溫度下，通過強(qiáng)度為1000 4000G的磁場對各向異性導(dǎo)電膠3進(jìn)行激活，且激活時(shí)間為5 20S。實(shí)施例2
本發(fā)明的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的實(shí)施例2，如圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于，n極接觸層的底面的鈍化層16的n極窗口處覆蓋有n極電極層17a，n極電極層17a與n極金屬層152a電連接，即在n極窗口處增加了 n極電極層17a，使n極金屬層152a通過n極電極層17a與各向異性導(dǎo)電膠3電連接；p極接觸層的底面的鈍化層16的p極窗口處覆蓋有P極電極層17b，p極電極層17b與p極金屬層152b電連接，即在p極窗口處增加了 P極電極層17b,使p極金屬層152b通過p極電極層17b與各向異性導(dǎo)電膠3電連接，上述結(jié)構(gòu)可以使本發(fā)明的發(fā)光二極管具有更好的導(dǎo)熱性能，從而改善散熱效果。本實(shí)施例的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法與實(shí)施例I所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法的不同之處在于，所述步驟S4分為步驟S41和步驟S42，其中
步驟S41 :本步驟是在步驟S3完成后，在n極接觸層的表面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的表面、p極接觸層的側(cè)邊均覆蓋鈍化層16，其中，鈍化層16為SiO2層、Al2O3層、SiN層或聚合物薄膜層；然后，采用干法蝕刻或濕法蝕刻工藝，在n極接觸層表面的鈍化層16蝕刻出n極窗口，使n極接觸層的n極金屬層152a部分外露，在p極接觸層表面的鈍化層16蝕刻出P極窗口，使P極接觸層的P極金屬層152b部分外露；
步驟S42 :本步驟是在步驟S41完成后，采用薄膜沉積法，在n極接觸層表面的鈍化層16的n極窗口處形成n極電極層17a,在p極接觸層表面的鈍化層16的p極窗口處形成p極電極層17b，從而制成本實(shí)施例完整的發(fā)光二極管芯片。其中，n極電極層17a、p極電極層17b均是由Ti (鈦)、A1 (鋁)、Ni (鎳)、Ag (銀)、Au (金)中的一種或多種制成。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)及制造方法與實(shí)施例I相同，在此不再贅述。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，它包括有發(fā)光二極管芯片、倒裝基板，其特征在于所述發(fā)光二極管芯片包括有襯底、n型半導(dǎo)體層、有源層、p型半導(dǎo)體層，所述n型半導(dǎo)體層覆蓋在所述襯底的底面，所述有源層覆蓋在所述n型半導(dǎo)體層的底面，所述p型半導(dǎo)體層覆蓋在所述有源層的底面，且所述n型半導(dǎo)體層設(shè)置有外露區(qū)域，所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域設(shè)置有與所述n型半導(dǎo)體層電連接的n極接觸層，所述p型半導(dǎo)體層表面設(shè)置有與所述p型半導(dǎo)體層電連接的P極接觸層； 所述倒裝基板包括有基底、n極電極線層、p極電極線層、與所述n極電極線層電連接的n極底電極層、與所述p極電極線層電連接的P極底電極層，所述n極電極線層、p極電極線層均覆蓋在所述基底的表面，所述n極底電極層、p極底電極層均覆蓋在所述基底的底面； 所述發(fā)光二極管芯片與所述倒裝基板之間設(shè)置有各向異性導(dǎo)電膠，所述發(fā)光二極管芯片通過所述各向異性導(dǎo)電膠倒裝固定于所述倒裝基板，其中，所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與所述倒裝基板的n極電極線層電連接，所述發(fā)光二極管芯片的P極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與所述倒裝基板的P極電極線層電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，其特征在于所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層包括有n極透明層、n極金屬層，所述n極透明層覆蓋在所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域的底面，且所述n極透明層開設(shè)有第一接觸孔，所述n極金屬層覆蓋在所述n極透明層的底面，且所述n極金屬層通過所述第一接觸孔與所述n型半導(dǎo)體層電連接；所述發(fā)光二極管芯片的P極接觸層包括有P極透明層、P極金屬層，所述P極透明層覆蓋在所述P型半導(dǎo)體層的底面，且所述P極透明層開設(shè)有第二接觸孔，所述P極金屬層覆蓋在所述P極透明層的底面，且所述P極金屬層通過所述第二接觸孔與所述P型半導(dǎo)體層電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，其特征在于所述發(fā)光二極管芯片的n極接觸層的底面、n極接觸層的側(cè)邊、P極接觸層的底面、P極接觸層的側(cè)邊均覆蓋有鈍化層，所述n極接觸層的底面的鈍化層開設(shè)有n極窗口，所述p極接觸層的底面的鈍化層開設(shè)有P極窗口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，其特征在于所述n極接觸層的底面的鈍化層的n極窗口處覆蓋有n極電極層，所述n極電極層與所述n極金屬層電連接；所述P極接觸層的底面的鈍化層的P極窗口處覆蓋有P極電極層，所述P極電極層與所述P極金屬層電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，其特征在于所述各向異性導(dǎo)電膠的垂直電阻率小于100 mQ YiiK平行電阻率大于101° Q lCmo
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于包括下列步驟 步驟SI :在襯底的表面依序沉積n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層； 步驟S2 :蝕刻部分區(qū)域的p型半導(dǎo)體層和有源層，使得該部分區(qū)域的n型半導(dǎo)體層外露，形成所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域； 步驟S3 :在所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域表面形成n極接觸層，在p型半導(dǎo)體層的表面形成P極接觸層； 步驟S4 :在n極接觸層的表面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的表面、p極接觸層的側(cè)邊均覆蓋鈍化層，然后，在n極接觸層表面的鈍化層蝕刻出n極窗口，在p極接觸層表面的鈍化層蝕刻出P極窗口，從而制成發(fā)光二極管芯片； 步驟S5 :在表面絕緣的基底上制作n極電極線層、p極電極線層，在基底的底面制作n極底電極層、P極底電極層，并使n極電極線層與n極底電極層電連接、p極電極線層與p極底電極層電連接，從而制成倒裝基板； 步驟S6 :在倒裝基板的n極電極線層表面、p極電極線層表面、基底表面均覆蓋各向異性導(dǎo)電膠； 步驟S7 :將步驟S4制成的發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，使發(fā)光二極管芯片的n極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的n極電極線層電連接、發(fā)光二極管芯片的p極接觸層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的P極電極線層電連接； 步驟S8:激活各向異性導(dǎo)電膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于包括下列步驟 步驟SI :在襯底的表面依序沉積n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層； 步驟S2 :蝕刻部分區(qū)域的p型半導(dǎo)體層和有源層，使得該部分區(qū)域的n型半導(dǎo)體層外露，形成所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域； 步驟S3 :在所述n型半導(dǎo)體層的外露區(qū)域表面形成n極接觸層，在p型半導(dǎo)體層的表面形成P極接觸層； 步驟S41 :在n極接觸層的表面、n極接觸層的側(cè)邊、p極接觸層的表面、p極接觸層的側(cè)邊均覆蓋鈍化層，然后，在n極接觸層表面的鈍化層蝕刻出n極窗口，在p極接觸層表面的鈍化層蝕刻出P極窗口； 步驟S42 :在n極接觸層表面的鈍化層的n極窗口處形成n極電極層，在p極接觸層表面的鈍化層的P極窗口處形成P極電極層，從而制成發(fā)光二極管芯片； 步驟S5 :在表面絕緣的基底上制作n極電極線層、p極電極線層，在基底的底面制作n極底電極層、P極底電極層，并使n極電極線層與n極底電極層電連接、p極電極線層與p極底電極層電連接，從而制成倒裝基板； 步驟S6 :在倒裝基板的n極電極線層表面、p極電極線層表面、基底表面均覆蓋各向異性導(dǎo)電膠； 步驟S7 :將步驟S42制成的發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，使發(fā)光二極管芯片的n極電極層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的n極電極線層電連接、發(fā)光二極管芯片的P極電極層通過各向異性導(dǎo)電膠與倒裝基板的P極電極線層電連接； 步驟S8:激活各向異性導(dǎo)電膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述步驟S5是通過在基底開設(shè)內(nèi)壁絕緣的通孔，并在通孔中填充金屬，從而使n極電極線層與n極底電極層電連接、p極電極線層與p極底電極層電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述步驟S5是通過在基底側(cè)邊引線的方式，從而使n極電極線層與n極底電極層電連接、p極電極線層與P極底電極層電連接，其中，基底的側(cè)邊為絕緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述步驟S8是在60 100°C的溫度下，通過強(qiáng)度為1000 4000G的磁場對各向異性導(dǎo)電膠進(jìn)行激活，且 激活時(shí)間為5 20S。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光器件技術(shù)，尤其涉及一種芯片倒裝的發(fā)光二極管及其制造方法。本發(fā)明提供的一種芯片倒裝的發(fā)光二極管，它包括有發(fā)光二極管芯片、倒裝基板，發(fā)光二極管芯片與倒裝基板之間設(shè)置有各向異性導(dǎo)電膠，發(fā)光二極管芯片通過各向異性導(dǎo)電膠倒裝固定于倒裝基板。本發(fā)明只通過各向異性導(dǎo)電膠，就可以將發(fā)光二極管芯片倒裝固定于倒裝基板，無需超聲焊接，無需價(jià)格昂貴的金及昂貴復(fù)雜的超聲倒裝機(jī)臺，因此，本發(fā)明提供的芯片倒裝的發(fā)光二極管具有生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)的不良率較低、工藝簡單等特點(diǎn)。
文檔編號H01L33/00GK102800778SQ20111014034
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者王維昀, 李永德 申請人:東莞市福地電子材料有限公司