[發明專利]一種高壓直流發光二極管芯片制造方法及其結構有效

申請號：	201110198674.3	申請日：	2011-07-15
公開（公告）號：	CN102255012A	公開（公告）日：	2011-11-23
發明（設計）人：	張楠;朱廣敏;李睿;郝茂盛	申請（專利權）人：	上海藍光科技有限公司
主分類號：	H01L33/00	分類號：	H01L33/00;H01L25/075;H01L33/48;H01L33/62
代理公司：	上海光華專利事務所 31219	代理人：	李儀萍
地址：	201210 上海市浦***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高壓直流發光二極管芯片制造方法及其結構
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及發光二極管芯片制造方法及其結構，尤其是指一種用于半導體照明領域的高壓直流發光二極管芯片制造方法及其結構。

背景技術

發光二極管具有體積小、效率高和壽命長等優點，在交通指示、戶外全色顯示等領域有著廣泛的應用。尤其是利用大功率發光二極管可能實現半導體固態照明，引起人類照明史的革命，從而逐漸成為目前電子學領域的研究熱點。

傳統的芯片制造工藝是在一片襯底上同時制備數百個甚至數千個芯片，每個芯片之間有一定的距離，在制備好這些芯片之后，進行劃片、切割將他們分離，最后經后續的封裝等工藝得到單個發光二極管。通常單個發光二極管管芯的結構為在藍寶石等襯底上外延了N型半導體層、有源層、P型半導體層的單PN結結構。另外，在P型半導體層上配置有P電極，在N型半導體層上配置有N電極。

目前，不管是大功率的還是小功率的LED照明應用，一般都由電源、LED驅動器、LED芯片、透鏡和基板幾部分構成，其中關鍵的元件是LED驅動器，它必須提供一個恒流輸出才能保證LED發出的光不會忽明忽暗、以及不會發生LED色偏現象，而驅動電路的成本、能耗和穩定性是制約LED廣泛應用的一個重要瓶頸，由于高壓驅動電路技術相對更加成熟、應用更加廣泛，因此，開發利用高壓直流驅動電路的LED芯片對進一步發揮LED光源及相對傳統光源優勢及進一步普及LED光源的應用都有重要意義。對于半導體照明用的大功率發光二極管，40瓦的半導體燈可以通過串聯40只1瓦的單個大功率發光二極管來實現。然而，對于半導體照明用的小功率發光二極管，若要制成40瓦的半導體燈則需要串聯更多的單個獨立管芯；由于使用的管數很多，因此需要增加更加復雜的外圍電路及驅動器。這樣不但給外圍電路的設計帶來難度，而且復雜的電路結構也會對器件的可靠性、使用壽命以及發光性能等帶來負面的影響。

因此，在半導體照明領域，如何突破現有技術進一步簡化發光二極管的外圍電路設計，簡化制作工藝，提高芯片發光性能，提高芯片可靠性，延長芯片使用壽命等，仍然是本領域技術人員亟待解決的技術課題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種高壓直流發光二極管芯片的制造方法及采用該方法制作的高壓直流發光二極管芯片結構。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

1)粗糙化導熱轉移襯底，增加用于倒裝及鍵合的表面面積；在導熱轉移襯底上制作用于將多個LED芯片單元連接的串聯電路單元，同時將不屬于串聯電路單元的其余襯底表面絕緣處理；

2)制作獨立的采用藍寶石襯底的LED芯片單元，并將獨立的LED芯片單元進行分選；

3)將已經分選好的獨立LED芯片單元倒裝在已經制備有串聯電路單元的導熱轉移襯底上，使多個LED芯片單元依次串聯；

4)將倒裝在導熱轉移襯底上的所有LED芯片單元一起再做低溫高壓鍵合工藝；

5)激光剝離所述藍寶石襯底；

6)清洗剝離后的LED芯片單元；

7)研磨倒裝有多個LED芯片單元的導熱轉移襯底，按照導熱轉移襯底上制作的串聯電路單元劃裂導熱襯底，形成獨立的高壓直流LED。

作為本發明的優選方案，步驟1)中，制作串聯電路單元包括在導熱轉移襯底上制作用于LED芯片單元電極壓焊的電極焊盤及串聯多個LED芯片單元的金屬互連線路。