[發明專利]一種倒裝發光二極管的制造方法

有效

• 申請號: 201310551616.3
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103594590B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 張翠
• 申請（專利權）人: 溧陽市江大技術轉移中心有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/40;H01L33/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種GaN基倒裝發光二極管的制造方法。

背景技術

半導體發光二極管的優點在于發光強度高、光指向性強、能耗低、制造成本低廉等等，因此其應用日益廣泛，特別是在照明方面有取代白熾燈和熒光燈的趨勢。倒裝（flip-chip）式發光二極管的優點是散熱特性優良且發光效率較高。且近年來，為了提高發光二極管的亮度，開發了垂直結構的發光二極管，相對于正裝結構，即平臺（mesa）結構的發光二極管來說，垂直結構的發光二極管具有諸多優點。垂直結構發光二極管的兩個電極分別處于發光二極管的兩側，電流幾乎全部垂直流過半導體外延層，沒有橫向流動的電流，因此電流分布均勻，產生的熱量相對較少。并且由于垂直結構的兩個電極處于兩側，因此出光過程中不會受到同側電極的阻擋，其出光效率更高。

現有較為常見的GaN基倒裝發光二極管的結構是：藍寶石襯底、形成于藍寶石襯底上的n型GaN層、形成于n型GaN層上的有源層、形成于有源層上的p型GaN層，去除部分p型GaN層、有源層直至暴露n型GaN層表面，從而形成平臺結構GaN發光二極管，且n型電極形成在暴露的n型GaN層上，而p型電極形成在p型GaN層上。將上述GaN基倒裝發光二極管倒置設置在承載基板上，且n型電極和p型電極分別與承載基板上的焊球或凸塊電極焊接，從而形成倒裝發光二極管。有源層發出的光從藍寶石襯底一側發出。亦可在承載基板上設置光反射層以提高光反射率，或者將n型電極或p型電極形成為兼具反射功能的電極，從而提高光反射率。

但是上述平臺結構倒裝發光二極管存在的問題是，因為p型電極和n型電極由于平臺結構之間的高度差而不處于同一平面上，因此p型電極和n型電極呈不對稱設計，這很可能會導致后續焊接處理中，上述兩個電極與承載基板上的相應焊球或凸塊電極之間發生焊接失效，從而影響產品良率和電特性。且電極之間的面積和形狀存在差異，則在焊接過程中會造成發光二極管芯片傾斜，從而導致產品良率降低。而采用平臺結構倒裝GaN基發光二極管存在的另一問題是，不能顯著提高光反射性，即使將n型電極和p型電極形成為具有高反射功能的電極且在承載基板上進一步形成光反射結構，也會由于平臺結構倒裝GaN基發光二極管和承載基板之間的不緊密接合缺陷而導致不能提升光反射性，從而降低發光二極管的發光效率。

發明內容

有鑒于此，本發明針對現有技術的問題，提出了一種GaN基倒裝發光二極管的制造方法。通過對該發光二極管的n型電極和p型電極的結構和設置進行改進，能夠提升發光二極管的電特性，從而有效提高發光二極管的發光效率。

本發明提出的GaN基倒裝發光二極管的制造方法包括：

提供承載基板（10）；

在承載基板（10）上形成焊球或凸塊電極（11）；

提供倒裝GaN基發光二極管結構，包括：

提供藍寶石襯底（1）；

在藍寶石襯底（1）上形成n型GaN層（2）；

在n型GaN層（2）上形成有源層（3）；

在有源層（3）上形成p型GaN層（4）；

在p型GaN層（4）上形成n型電極（9）和p型電極（8）；

在n型電極（9）和p型電極（8）之間形成隔離槽；

在隔離槽側壁上形成絕緣層（6）；

在隔離槽中形成與n型電極（9）電連接的銅柱（5）；以及

使承載基板（10）上的焊球或凸塊電極（11）分別與n型電極（9）和p型電極（8）電連接；特征在于：

n型電極（9）和p型電極（8）相對于隔離槽對稱設置且n型電極（9）和p型電極（8）的面積相等，并且n型電極（9）和p型電極（8）與焊球或凸塊電極（11）電連接的表面高度相同并處于同一表面上。

附圖說明

圖1是本發明的GaN基倒裝發光二極管結構的截面圖；

圖2是圖1中所示的GaN基倒裝發光二極管結構的俯視圖；

圖3是將圖1中所示的GaN基倒裝發光二極管結構安裝到承載基板上的截面圖；

圖4是去除光刻膠圖案之后的部分GaN基倒裝發光二極管結構的截面圖。

具體實施方式

以下參考圖1-4詳細說明本發明的GaN基倒裝發光二極管及其制造方法。為清楚起見，附圖中所示的各個結構均未按比例繪制，且本發明并不限于圖中所示結構。

1.GaN基倒裝發光二極管結構和制造方法