[發(fā)明專利]一種LED高亮度倒裝芯片以及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310406608.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN103441198A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏天使;劉撰;陳立人;余長治;李忠武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聚燦光電科技（蘇州）有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/10
• 分類號(hào): H01L33/10;H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED芯片制作技術(shù)，具體涉及了一種LED高亮度倒裝芯片以及制作方法。

背景技術(shù)

隨著氮化物（市場上一般為GaN）基第三代半導(dǎo)體材料的興起，藍(lán)色以及白色發(fā)光二極管（LED）的研制成功，發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光效率的不斷提高，LED已經(jīng)被公認(rèn)為最有可能進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的新型固態(tài)冷光源，因而在近年來成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。

由于自然界缺乏GaN單晶材料，且單晶GaN材料極其難以生長，因此目前市場一般采用異質(zhì)外延方法來實(shí)現(xiàn)GaN材料的生長，同常采用藍(lán)寶石作為GaN材料進(jìn)行異質(zhì)外延生長的襯底材料。然而，該以藍(lán)寶石為襯底通過正裝工藝制作形成的LED芯片由于電極及其焊接點(diǎn)會(huì)吸收部分光，導(dǎo)致出光效率較低，同時(shí)由于該通過正裝工藝制作形成的LED芯片中P-N結(jié)產(chǎn)生的熱量需要通過藍(lán)寶石襯底傳遞出去，由于藍(lán)寶石的導(dǎo)熱系數(shù)（為35W/m.K）較低，因此，散熱熱阻較大，散熱效果不佳。

為了解決上述通過正裝工藝制作形成LED芯片存在出光效率較低、散熱效果不佳的技術(shù)問題，已有采用倒裝工藝制作形成LED倒裝芯片，具體地，將LED芯片的P型電極和N型電極通過金屬球（通常采用金球）焊接固定設(shè)置在導(dǎo)熱系數(shù)高的硅質(zhì)或銅質(zhì)襯底上，通過硅質(zhì)或銅質(zhì)襯底將P-N結(jié)產(chǎn)生的熱量及時(shí)傳遞出去；且將藍(lán)寶石襯底作為LED芯片的出光面，同時(shí)在P型電極和P型GaN層之間設(shè)置金屬反射層，從而將光及時(shí)反射出去，從而提高出光效率。由于金屬反射層由于金屬本身的特性會(huì)存在光吸收現(xiàn)象，直接會(huì)對(duì)芯片的出光效率造成影響，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致部分光能量被吸收后而無法射出，進(jìn)一步對(duì)芯片的出光效率造成影響。

與本發(fā)明技術(shù)目的較為接近的是公開號(hào)為CN103078050A的中國專利，該專利公開了一種倒裝LED芯片及其制造方法，，包括：提供襯底，在襯底上沉積外延層，所述外延層包括N型氮化鎵層、多量子阱有源層和P型氮化鎵層；刻蝕所述外延層，形成臺(tái)階陣列，所述臺(tái)階陣列暴露出N型氮化鎵層；在所述P型氮化鎵層上形成第一金屬層；對(duì)所述第一金屬層進(jìn)行退火自組裝；以第一金屬層為掩膜刻蝕所述P型氮化鎵層，在所述P型氮化鎵層中形成坑洞陣列；在坑洞陣列中沉積第二金屬層，所述第一金屬層和第二金屬層組成金屬反射鏡層。這樣，使多量子阱有源層發(fā)出的光在金屬反射鏡層上散射，而不被LED各層結(jié)構(gòu)形成的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)限制，最終射出，提高LED的光析出率。該專利披露的技術(shù)方案制作工序不僅過為復(fù)雜，而且其仍然采用金屬作為反射鏡層，因此該專利的反射出光效果仍然不佳，此外，其電流擴(kuò)散效果較差。

但是目前現(xiàn)有的LED倒裝芯片的反射結(jié)構(gòu)對(duì)于提高出光效率的貢獻(xiàn)仍然受到局限，因此有必要提出新的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)其的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種LED高亮度倒裝芯片以及制作方法，大幅度地提高了出光效率，且散熱效果好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種LED高亮度倒裝芯片，包括襯底，成形在所述襯底上、且由N型導(dǎo)電層、發(fā)光層和P型導(dǎo)電層組成的外延層，分別與N型導(dǎo)電層和P型導(dǎo)電層電連接的N型電極和P型電極，和具有N型、P型導(dǎo)電區(qū)域的散熱基片，所述N型電極和P型電極分別與所述散熱基片的N型導(dǎo)電區(qū)域和P型導(dǎo)電區(qū)域電連接，所述襯底背面作為所述倒裝芯片的出光面，其中，所述倒裝芯片包括DBR反射層，所述DBR反射層成形在所述倒裝芯片上，所述P型電極貫穿所述DBR反射層并向外延伸。

優(yōu)選地，所述倒裝芯片包括成形在所述P型導(dǎo)電層上的透明導(dǎo)電層，所述DBR反射層成形在所述透明導(dǎo)電層上，所述N型電極和所述P型電極分別成形在所述N型導(dǎo)電層和所述透明導(dǎo)電層上，所述P型電極貫穿所述DBR反射層并向外延伸。

優(yōu)選地，所述倒裝芯片進(jìn)一步包括電流阻擋層，所述電流阻擋層介于所述P型導(dǎo)電層與所述透明導(dǎo)電層之間。

優(yōu)選地，所述倒裝芯片包括透明導(dǎo)電層和絕緣鈍化層，所述透明導(dǎo)電層成形在所述P型導(dǎo)電層上，所述絕緣鈍化層成形在所述透明導(dǎo)電層和所述N型導(dǎo)電層上；

所述DBR反射層通過所述絕緣鈍化層成形在所述透明導(dǎo)電層上；

所述N型電極和P型電極分別成形在所述N型導(dǎo)電層和所述透明導(dǎo)電層上，所述N型電極貫穿所述絕緣鈍化層并向外延伸，所述P型電極貫穿所述絕緣鈍化層和所述DBR反射層并向外延伸。

優(yōu)選地，所述N型電極底部和P型電極底部均包括導(dǎo)電反射鏡層。