[發明專利]一種GaN基白光倒裝芯片的制備方法

有效

• 申請號: 201210561072.4
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103887218B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 封波;趙漢民;孫錢;彭翔
• 申請（專利權）人: 晶能光電（常州）有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L33/48;H01L33/50;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體發光器件的制備工藝。更具體而言，本發明涉及采用兩次襯底轉移工藝制備GaN基白光倒裝芯片的方法。

背景技術

GaN基LED倒裝芯片由于其電流擴散均勻，散熱好的特點，使其可以在較大的電流密度下工作，而且發光效率基本不受影響。此外還具有封裝工藝簡單，直接共晶焊封裝，不需要焊線的優點。目前越多越多的科研人員致力于LED倒裝芯片的研究，各大LED公司都相繼推出了倒裝芯片產品。目前所有商業化的GaN基LED倒裝芯片產品都不能直接發出白光，如果要做成發出白光的芯片，需要在芯片封裝時涂覆熒光粉。LED倒裝芯片對襯底的要求是必須透明、不吸光，主流的透明襯底是藍寶石和碳化硅。硅襯底由于具備制造工藝成熟，可以做大尺寸且成本相對低廉的特點，目前已經被公認為是除藍寶石和碳化硅之外的可以用于生長GaN基LED的襯底之一。但是硅襯底不透光，硅上生長的GaN基LED如果直接做成倒裝芯片的話，其所發出來的光基本上全部被硅襯底吸收，因此不能享受倒裝芯片電流擴散均勻、散熱好、封裝工藝簡單的優勢。本發明不但解決了GaN基LED倒裝芯片對生長襯底的限制，而且可以使其直接發出白光。

發明內容

本發明要解決的技術問題是GaN基LED倒裝芯片不能直接發出白光，以及其對生長襯底的限制。

為解決上述技術問題，本發明提出一種GaN基白光倒裝芯片的制備方法，包括以下步驟：在生長襯底上依次生長緩沖層、n型GaN層、活性層、p型GaN層，形成GaN基半導體多層結構；在所述半導體多層結構上制備P、N電極，所述P、N電極在半導體多層結構的同一側，且通過不導電的介質膜隔離開；在所述半導體多層結構上涂第一膠，與第一臨時基板進行固化；將所述生長襯底剝離掉；在剝離后暴露的半導體多層結構表面涂第二膠，與永久支撐基板結合；去掉第一臨時基板和第一膠；其中所述永久支撐基板為摻了熒光粉的陶瓷或玻璃透明基板。

作為本發明的優選方案，其中所述生長襯底為硅、藍寶石、SiC中的任意一種。

作為本發明的優選方案，其中所述半導體多層結構上還蒸鍍有導電反射復合金屬層，并對所述導電反射復合金屬層進行合金處理，合金溫度為300-600℃。

作為本發明的優選方案，其中所述第一膠為一種高溫環氧樹脂改性膠或邦定膠或UV膠

作為本發明的優選方案，其中所述第一膠的固化后邵氏硬度80—100D，耐溫度范圍-25—300℃，拉彎強度80--120MPa，壓縮強度200—300MPa。

作為本發明的優選方案，其中所述第一膠的厚度為50-500微米，固化溫度為80-160℃，固化時間為30-120分鐘。

作為本發明的優選方案，所述第一臨時基板的材質為硅、藍寶石、玻璃或陶瓷中的任意一種。

作為本發明的優選方案，所述襯底剝離的方法為濕法腐蝕、機械研磨、激光剝離中的一種或多種。

作為本發明的優選方案，在所述剝離后暴露的半導體多層結構表面涂第二膠之前，對其做粗化處理。

作為本發明的優選方案，其中所述第二膠為硅膠、UV膠、環氧樹脂改性膠中的任意一種。

作為本發明的優選方案，其中所述第二膠的耐溫范圍-55－+200℃，拉伸強度60-100MPa，拉彎強度105-200MPa。

作為本發明的優選方案，其中所述第二膠的厚度為5-30微米，固化溫度120—180℃，固化時間10—60分鐘。

作為本發明的優選方案，其中所述結合方式為加熱固化、UV光固化中的任意一種。

本發明的有益效果如下：

本發明采用兩次轉移外延層的方法，解除了GaN基倒裝芯片對生長襯底的限制，任何襯底生長的GaN外延層，均可以做成倒裝芯片；同時將半導體多層結構固定在摻了熒光粉的透明永久支撐基板上，使倒裝芯片直接發出白光。這樣可以降低封裝成本、提高封裝良率。

附圖說明

圖1a-1g為本發明一個實施例的制造過程的示意圖。

圖2a-2g為本發明另一個實施例的制造過程的示意圖。

圖中標識說明：

硅襯底101，n型GaN層102，活性層103，p型GaN層104，Ag層105，多層金屬膜106，介質膜107，P電極108，N電極109，第一膠110，第一臨時基板111，第二膠112，永久支撐基板113。