倒裝led芯片的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝LED芯片的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]倒裝結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，簡稱LED)屬于發(fā)光二極管的一種，其結(jié)構(gòu)特征為芯片出光面位于襯底面一側(cè)，相較傳統(tǒng)芯片而言，倒裝LED芯片僅需要犧牲相對較小的發(fā)光面積用于形成電學(xué)連接，出光面積較大，且制造過程中可以不用像傳統(tǒng)芯片那樣關(guān)注電流擴(kuò)展層的光學(xué)穿透率指標(biāo)，而是在倒裝LED芯片上設(shè)置反射層，這種由一種或多種組合的高反射材料構(gòu)成的反射層可將更多的光線經(jīng)反射送達(dá)發(fā)光面取出。上述種種特征使得倒裝LED芯片具有更好的大電流注入耐受性，更高的光效，更低的電壓。并且倒裝LED芯片不需要像傳統(tǒng)芯片一樣焊線，使得封裝過程得以簡化，因此近年來受到越來越多的重視。
[0003]其中，常見的反射層材料可分為金屬反射材料和非金屬反射材料兩種。例如:金屬銀(Ag)和金屬鋁(Al)皆屬于優(yōu)良的金屬反射材料，二者都容易獲得90%以上的反射率，導(dǎo)電性良好，易加工并且容易獲得。但是其缺點是化學(xué)性質(zhì)活潑，易氧化或硫化，易被腐蝕，以致在倒裝LED芯片加工過程中不易控制，易表現(xiàn)衰老現(xiàn)象。另外與芯片的外延層電學(xué)匹配不佳，往往需要搭配少量其他金屬用于形成更優(yōu)良的歐姆接觸，這又從一定程度上犧牲了本征反射率。為了克服金屬反射層的這些缺點，可以采用分布式布拉格反射層(Distributed Bragg Reflector，簡稱DBR)，DBR結(jié)構(gòu)是一種由多層交替的高折射率和低折射率材料組成的周期結(jié)構(gòu)，一般由氧化物組成。通常DBR材料不導(dǎo)電，在倒裝LED芯片中可兼做絕緣層，且其化學(xué)性質(zhì)和熱性質(zhì)穩(wěn)定，是作為反射層結(jié)構(gòu)的優(yōu)選材料。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，在倒裝LED芯片的制造過程中，DBR成膜后需在其上開孔，或者去除部分DBR以形成預(yù)設(shè)圖案，便于引出電學(xué)連接。因為DBR不易蝕刻，如氧化鈦組分，僅在極端條件下對酸有微弱溶解，依靠物理方法亦有其難度，現(xiàn)有技術(shù)中常采用光刻膠剝離的方式，即先將光刻膠加工成“島”狀預(yù)設(shè)圖案，形成DBR膜后再行剝離去除，可使得位于“島”上DBR材料一同脫落。
[0005]采用現(xiàn)有技術(shù)，DBR成膜過程需輔以加熱，且一定范圍內(nèi)成膜溫度正作用于DBR膜質(zhì)優(yōu)劣；另外DBR成膜周期對越多(成膜時間越長)，DBR膜的反射率越高、反射光譜范圍也越寬。
[0006]但是，光刻膠不耐熱，易變形，使得DBR的成膜溫度不能過高，成膜時間亦不能過長，否則會使得光刻膠因變形、變質(zhì)而變得難以剝離去除，在這種情況下，導(dǎo)致采用現(xiàn)有技術(shù)DBR成膜過程中要降低溫度且減短成膜時間，從而使得DBR膜質(zhì)疏松反射率下降，且在后續(xù)加工過程中容易脫落破裂，很大程度上限制和影響了 DBR在倒裝LED芯片上的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種倒裝LED芯片的制造方法，用于解決現(xiàn)有倒裝LED芯片的制造過程中DBR膜質(zhì)不好影響DBR在倒裝LED芯片上的應(yīng)用的問題。
[0008]本發(fā)明第一方面提供一種倒裝LED芯片的制造方法，包括:
[0009]在襯底上形成外延層，所述外延層自下而上包括:緩沖層、本征半導(dǎo)體層、第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層、以及與第一半導(dǎo)體層電性相異的第二半導(dǎo)體層；
[0010]去除部分所述第二半導(dǎo)體層、部分所述發(fā)光層以及部分所述第一半導(dǎo)體層，以使部分所述第一半導(dǎo)體層裸露，并在所述外延層側(cè)面形成芯片間的隔離槽，其中，剩余部分的所述第二半導(dǎo)體層所在的區(qū)域作為第一區(qū)域，裸露部分的所述第一半導(dǎo)體層所在的區(qū)域作為第二區(qū)域；
[0011]在所述第一區(qū)域的所述第二半導(dǎo)體層上形成電流擴(kuò)展層；
[0012]通過光刻在所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域上覆蓋第一預(yù)設(shè)形狀的光刻膠，其中，未被所述光刻膠覆蓋的區(qū)域作為第三區(qū)域；
[0013]在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域上覆蓋金屬疊層，所述金屬疊層由多個金屬層構(gòu)成；
[0014]通過剝離去膠剝離位于所述光刻膠上的金屬疊層，并在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域上形成分布式布拉格反射層DBR ;
[0015]采用二次反轉(zhuǎn)剝離將剩余的上述金屬疊層的最上層金屬，或者最上層金屬和部分次上層金屬剝離，以將剩余的上述金屬疊層上的DBR剝離；
[0016]在所述第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域上形成絕緣保護(hù)層，并將所述絕緣保護(hù)層蝕刻成第二預(yù)設(shè)形狀；
[0017]在所述絕緣保護(hù)層上形成金屬焊線層。
[0018]本發(fā)明提供的倒裝LED芯片的制造方法中，采用二次反轉(zhuǎn)剝離將剩余的上述金屬疊層的最上層金屬，或者最上層金屬和部分次上層金屬剝離，以將剩余的上述金屬疊層上的DBR剝離，其中，選用金屬材料作為剝離材料，不會對DBR的成膜溫度及時間帶來限制，可以采用合適的溫度和周期對形成DBR，實現(xiàn)了 DBR的高反射率、寬反射光譜范圍、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良，進(jìn)而獲得了性能更穩(wěn)定可靠的LED芯片；另外，通過對金屬疊層進(jìn)行部分剝離，可以使得剩余部分的金屬疊層作為DBR的導(dǎo)電材料，節(jié)約了材料且簡化了工藝。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片的制造方法實施例一的流程示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例二的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例三的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例四的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例五的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例六的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例七的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]圖1為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片的制造方法實施例一的流程示意圖，圖2為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例二的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例三的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例四的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例五的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為本發(fā)明提供的倒裝LED芯片實施例六的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]如圖1所示，該方法包括:
[0031]S101、在襯底上形成外延層10，該外延層自下而上包括:緩沖層、本征半導(dǎo)體層、第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層、以及與第一半導(dǎo)體層電性相異的第二半導(dǎo)體層。
[0032]具體地，如圖4所示，先提供一個襯底(未示出)，在襯底上表面上形成外延層010。該襯底的材料可以是由砷化鎵(GaAs)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、藍(lán)寶石(A1203)、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)及氧化鋅(ZnO)中的至少一種構(gòu)成的，但并不以此為限。
[0033]S102、去除部分所述第二半導(dǎo)體層、部分所述發(fā)光層以及部分所述第一半導(dǎo)體層，以使部分所述第一半導(dǎo)體層裸露，并在所述外延層側(cè)面形成芯片間的隔離槽(未示出)。其中，剩余部分的所述第二半導(dǎo)體層所在的區(qū)域作為第一區(qū)域100，裸露部分的所述第一半導(dǎo)體層所在的區(qū)域作為第二區(qū)域200。
[0034]具體地，可以采用等離子干法刻蝕去除部分所述第二半導(dǎo)體層、部分所述發(fā)光層以及部分所述第一半導(dǎo)體層。
[0035]S103、在上述第一區(qū)域的第二半導(dǎo)體層上形成電流擴(kuò)展層(未示出)。
[0036]具體地，可以采用電子束蒸鍍、磁控濺射等方式形成電流擴(kuò)展層，并通過光刻和化學(xué)蝕刻等方式保留第一區(qū)域100內(nèi)的電流擴(kuò)展層。電流擴(kuò)展層為透明導(dǎo)電材料，例如氧化銦錫(ITO)，也可以是氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋅錫(ZTO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化鎵鋁鋅(GAZO)、氧化銦鋅(IZO)，或包含磷化鎵(GaP)、類鉆碳薄膜(DLC)中的一種，或者這些材料構(gòu)成的化合物。
[0037]S104、通過光刻在第一區(qū)域100和第二區(qū)域200上覆蓋第一預(yù)設(shè)形狀的光刻膠，其中，未被所述光刻膠覆蓋的區(qū)域作為第三區(qū)域300。
[0038]參照圖3，陰影部分為第三區(qū)域300，其中，位于第一區(qū)域100上的第三區(qū)域為第三正性區(qū)域301，位于第二區(qū)域上的第三區(qū)域為第三負(fù)性區(qū)域302。此時，位于第三正性區(qū)域301的電流擴(kuò)展層裸露，位于第三負(fù)性區(qū)域302的第一半導(dǎo)體層裸露。
[0039]S105、在上述第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域上覆蓋金屬疊層，該金屬疊層由多個金屬層構(gòu)成。具體地，這多個金屬層的物理化學(xué)電性可能都不相同。
[0040]可以看出該金屬疊層也覆蓋在光刻膠上。
[0041]S106、通過剝離去膠剝離位于上述光刻膠上的金屬疊層，并在上述第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域上形成DBR。
[0042]參照圖4，其中，通過剝離去膠剝離位于上述光刻膠上的金屬疊層，具體為:剝離上述位于第一區(qū)域和第二區(qū)域的光刻膠，實現(xiàn)將位于光刻膠上的金屬疊層剝離，同時，位于第三區(qū)域上的金屬疊層020被保留。
[0043]將位于上述光刻膠上的金屬疊層剝離之后，在上述第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域上形成DBR030，即該DBR覆蓋在剩余的金屬疊層上。
[0044]具體實現(xiàn)過程中，可以采用電子束蒸發(fā)或磁控濺射等方式形成DBR030。本實施例中，由于選用金屬材料作為剝離材料，可以擺脫DBR的成膜溫度及時間的限制。
[0045]S107、采用二次反轉(zhuǎn)剝離將剩余的上述金屬疊層的最上層金屬，或者最