出光效率高散熱性能好的倒裝led芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于發(fā)光器件的制造領(lǐng)域，設(shè)及一種倒裝結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管巧片。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)光源具有高效率、長壽命、不含化等有害物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。隨著LED 技術(shù)的迅猛發(fā)展，LED的亮度、壽命等性能都得到了極大的提升，使得LED的應(yīng)用領(lǐng)域越來 越廣泛，從路燈等室外照明到裝飾燈等市內(nèi)照明，均紛紛使用或更換成L邸作為光源。
[0003] 半導(dǎo)體照明行業(yè)內(nèi)，一般將LED巧片的結(jié)構(gòu)分成正裝巧片結(jié)構(gòu)、垂直巧片結(jié)構(gòu)和 倒裝巧片結(jié)構(gòu)=類。與其它兩種巧片結(jié)構(gòu)相比，倒裝巧片結(jié)構(gòu)具有散熱性能良好、出光效率 高、飽和電流高和制作成本適中等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)受到各大L邸巧片廠家的重視。在進(jìn)行封裝 時(shí)，倒裝L邸巧片直接通過表面凸點(diǎn)金屬層與基板相連接，不需要金線連接，因此也被稱為 無金線封裝技術(shù)，具有耐大電流沖擊和長期工作可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 現(xiàn)有制作倒裝L邸巧片的方法，如圖1所示，一般需經(jīng)過六個(gè)主要步驟。步驟一： 如圖2-a所示，刻蝕外延襯底10上的部分P型外延層13、發(fā)光層12和N型外延層11 W形 成臺階結(jié)構(gòu)，一般采用ICP (In化ctive Coupled Plasma)干法刻蝕，刻蝕掩膜采用光刻膠 或二氧化娃層。步驟二；如圖2-b所示，在N型外延層11表面設(shè)置N接觸金屬層20,由電 子束蒸發(fā)工藝搭配光刻剝離工藝完成。步驟如圖2-C所示，在P型外延層13表面設(shè)置 P接觸金屬層21，由電子束蒸發(fā)工藝搭配光刻腐蝕工藝完成。步驟四；如圖2-d所示，在P 接觸金屬層21表面設(shè)置P阻擋保護(hù)層22,由電子束蒸發(fā)工藝搭配光刻腐蝕工藝完成，P阻 擋保護(hù)層用于阻擋P接觸金屬層的金屬遷移。步驟五；如圖2-e所示，在巧片表面制備具 有通孔的絕緣層23,絕緣層材料一般為Si〇2,由陽CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法搭配光刻腐蝕工藝完成。步驟六；如圖2-f所 示，在絕緣層23表面設(shè)置表面電極層，表面電極層24通過通孔與P阻擋保護(hù)層22和N接 觸金屬層20電連接，一般由電子束蒸發(fā)工藝搭配光刻剝離工藝完成。
[0005] 現(xiàn)有的該種倒裝L邸巧片，由于光刻精度的限制，其形成的倒裝L邸巧片結(jié)構(gòu)還存 在一些不足之處，其導(dǎo)電導(dǎo)熱性能還有待進(jìn)一步改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種具有良好導(dǎo)熱導(dǎo)電性能、且 有利于提高LED巧片出光效率的倒裝LED巧片。
[0007] 本實(shí)用新型為達(dá)到其目的，采用的技術(shù)方案如下：
[000引本實(shí)用新型提供一種出光效率高散熱性能好的倒裝L邸巧片，包括外延襯底，在 外延襯底上表面依次層疊有N型外延層、發(fā)光層、及P型外延層，所述P型外延層其上開設(shè) 有凹孔，且所述凹孔向下貫穿過所述發(fā)光層并延伸至所述N型外延層，在所述P型外延層上 表面依次層疊有P接觸金屬層、P阻擋保護(hù)層、及P表面電極層，且所述P阻擋保護(hù)層的下 表面與P接觸金屬層的上表面重合，對應(yīng)于所述凹孔的底部的N型外延層上表面依次層疊 有N接觸金屬層、N表面電極層，且N接觸金屬層與所述凹孔的邊緣之間留有空隙，所述空 隙其壁面設(shè)有絕緣層。
[0009] 進(jìn)一步的，郵鄰所述凹孔的P接觸金屬層的邊緣和郵鄰所述凹孔的P型外延層的 邊緣之間存在空間。
[0010] 進(jìn)一步的，郵鄰所述凹孔的P接觸金屬層的邊緣和郵鄰所述凹孔的P型外延層的 邊緣之間的距離為2?10 y m。
[0011] 進(jìn)一步的，N接觸金屬層的邊緣與所述凹孔的邊緣之間的距離為2?10 ym。
[0012] 具體的，P型外延層其上開設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)W上的所述凹孔。
[0013] 所述凹孔其橫截面呈圓形或方形或其他形狀。
[0014] 本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0015] 1)本實(shí)用新型提供的倒裝L邸巧片，其P阻擋保護(hù)層的下表面邊緣與P接觸金屬 層的上表面邊緣重合且稍微小于P型外延層，該樣不僅使歐姆接觸面積增大，提高倒裝LED 巧片的導(dǎo)電導(dǎo)熱能力，還可使LED巧片的反光面積增大，從而提高巧片的出光效率。
[0016] 2)本實(shí)用新型提供的倒裝L邸巧片，其P阻擋保護(hù)層的下表面邊緣與P接觸金屬 層的上表面邊緣重合且與凹孔邊緣的距離大于等于2 ym(如2?10 ym)，另外，N接觸金屬 層的邊緣與凹孔邊緣的距離大于等于2 ym(如2?10 ym)，有利于防止P/N電極由于工藝 誤差或者金屬遷移導(dǎo)致短路。
【附圖說明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有制備倒裝LED巧片的方法流程圖；
[001引圖2a-圖2f各圖為現(xiàn)有制備倒裝LED巧片的步驟不意圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型提供的倒裝LED巧片的一種剖面示意圖；
[0020] 圖4a-圖4d各圖為本實(shí)用新型提供的凹孔開設(shè)數(shù)量及形狀不同的倒裝L邸巧片 的俯視圖；
[0021] 圖5為制備例1的制備流程圖；
[0022] 圖6-圖9各圖為制備例1審IJ備過程的部分步驟示意圖；
[0023] 圖10為制備例2的制備流程圖；
[0024] 圖11-圖14各圖為制備例2制備過程的部分步驟示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明：
[0026] 實(shí)施例1為倒裝LED巧片實(shí)施例。
[0027] 本實(shí)施例提供的倒裝LED巧片，其剖面示意圖如圖3所示，其俯視示意圖如圖4-a 所示。該倒裝LED巧片包括外延襯底100,在外延襯底100上表面依次層疊有N型外延層 101、發(fā)光層102及P型外延層103。其中，在P型外延層103上表面開設(shè)有凹孔500,該凹孔 500向下貫穿過發(fā)光層102并向下延伸至N型外延層101。在P型外延層103上表面依次層 疊有P接觸金屬層201、P阻擋保護(hù)層202及P表面電極層203,而且，P阻擋保護(hù)層202的 下表面和P接觸金屬層201的上表面重合，即P阻擋保護(hù)層202的下表面面積和P接觸金 屬層201的上表面面積一致。在對應(yīng)于凹孔500底部的N型外延層部分的上表面依次層疊 有N接觸金屬層204、N表面電極層205,而且，N接觸金屬層204和凹孔500底部邊緣之間 留出空隙，從而形成一個(gè)圍繞于N接觸金屬層204和N表面電極層205的空隙區(qū)域。在空 隙的壁面設(shè)有絕緣層301。郵鄰所述凹孔500的P接觸金屬層201的邊緣和郵鄰所述凹孔 500的P型外延層103的邊緣之間存在空間，即P接觸金屬層201未層疊于郵鄰凹孔500的 P型外延層部分的上表面，較優(yōu)的，郵鄰所述凹孔500的P接觸金屬層201的邊緣和郵鄰所 述凹孔500的P型外延層103的邊緣之間的距離為2?10 ym。較優(yōu)的，N接觸金屬層204 的邊緣與凹孔500的邊緣之間的距離為2?10 ym。
[002引具體而言，圖3所示的倒裝L邸巧片，其絕緣層301貼附于N接觸金屬層204側(cè)表 面、處于空隙區(qū)域中的N型外延層101表面及側(cè)面，及郵鄰空隙區(qū)域的發(fā)光層102、P型外延 層103、P接觸金屬層201和P阻擋保護(hù)層202的外露表面，絕緣層還進(jìn)一步貼附于部分N 表面電極層205側(cè)表面及與凹孔500郵鄰的部分P表面電極層203的側(cè)表面。
[0029] 本實(shí)施例提供如圖3所示的倒裝L邸巧片其僅是一個(gè)【具體實(shí)施方式】，其中對于凹 孔500的開設(shè)數(shù)量可W是一個(gè)或者是多個(gè)，對于凹孔500橫截面的具體形狀也可W是多種 多樣的，例如可W是方形或圓形等，圖4-a至圖4-d示出了幾種設(shè)有不同凹孔數(shù)量及凹孔形 狀不同的具體倒裝L邸巧片的俯視示意圖。
[0030] 本實(shí)施例的倒裝LED巧片，其外延襯底100選用藍(lán)寶石，其N型外延層101和P型 外延層103均為滲雜的氮化嫁外延層，其發(fā)光層102為多層量子阱結(jié)構(gòu)。P接觸金屬層201 的材質(zhì)由Ag、Al、Ni、Pt、Au、ITO中的一種或多種組成，P接觸金屬層201可同時(shí)起到歐姆 接觸層和反光層的作用。P阻擋保護(hù)層202的材質(zhì)由Ti、Al、TiW、Ni、Pt、Au中的一種或多 種組成。絕緣層301的材質(zhì)由Si化、Si3N4、Al2〇3、PI和SOG中的一種或多種組成。P表面電 極層203和N表面電極層205 W及N接觸金屬層204的材質(zhì)由Ti、A1、Cr、Ni、Pt、Au、Ag、 AuSn、SnAg、SnAgOi、Sn中的一種或多種組成均可。
[0031] 本實(shí)用新型提供的倒裝L邸巧片，P接觸金屬層201和P阻擋保護(hù)層202的覆蓋 面積一致且邊緣略小于P型外延層103。本實(shí)施例的倒裝L邸巧片，其將P阻擋保護(hù)層202 和P接觸金屬層201的面積最大化，一方面使歐姆接觸面積更大程度的增大，從而提高倒裝 L邸巧片的導(dǎo)電導(dǎo)熱能力，另一方面使反光面積增大進(jìn)一步提高巧片的出光效率。更多的， P接觸金屬層201和P阻擋保護(hù)層202的覆蓋面積一致且邊緣略小于P型外延層103的上 表面邊緣，可W防止P/N電極由于工藝誤差或者金屬遷移導(dǎo)致短路。
[0032] 為了便于更好的理解本實(shí)用新型提供的倒裝L邸巧片，W下提供幾個(gè)制備實(shí)施例 對本實(shí)用新型提供的倒裝L邸巧片的制備過程進(jìn)行介紹，W供參考。
[0033] 制備例1
[0034] 本制備例為實(shí)施例1中的倒裝LED巧片的制備例，其制備方法的簡略流程參見圖 5。
[0035] 為了簡化視圖，本實(shí)施例中未將設(shè)及的涂光刻膠層、圖形化光刻膠層的步驟示意 圖示出，此為本領(lǐng)域的公知常識，即使不做說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可W理解。
[0036] 制備例1按照如下步驟進(jìn)行，為便于理解，W下步驟結(jié)合圖6?9及圖3進(jìn)行介 紹：
[0037] 步驟1);準(zhǔn)備一外延片，所述外延片包括一外延襯底100,及依次層疊于外延襯底 上表面的N型外延層101、發(fā)光層102、及P型外延層103 ;在外延片的P型外延層103上表 面制備整層的P接觸金屬層201 ;P接觸金屬層201的厚度為800A?5000A，制備方法為電子 束蒸發(fā)或磁控瓣射；然后對整層的P接觸金屬進(jìn)行退火處理。
[003引步驟2);