[發明專利]制作倒裝集成LED芯片級光源模組的方法

有效

• 申請號: 201310553600.6
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103579478A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 李璟;王國宏;王軍喜;李晉閩
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62;H01L33/64
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

技術領域

本發明涉及光電器件封裝領域，尤其涉及一種制作倒裝集成LED芯片級光源模組的方法。

背景技術

LED(發光二極管)是一種能將電信號轉換成光信號的結型電致發光半導體器件。用LED作為新光源的固態照明燈，將有機會逐漸取代傳統的照明燈而進入尋常百姓家。一般3W和5W的LED球泡燈可以取代傳統60W和100W的白幟燈。3W以上的LED光源是LED照明產品中的核心。進一步提高LED光源的光效可以進一步節電、降低成本，是LED產業追求的不懈目標。

通常采用多顆中大功率LED正裝芯片通過COB(chip?on?board)封裝工藝制備LED光源。如圖1所示，多顆正裝LED芯片固晶在鋁基板上，通過金線串并起來，對COB基板涂敷熒光粉和灌封硅膠形成LED光源。由于在芯片發光層和鋁基板之間有固晶膠和藍寶石襯底，因此散熱性能不佳，在大電流下驅動時LED芯片的Droop效應嚴重，光效下降明顯。這種LED光源的光效通常在1001m/W左右。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種制作倒裝集成LED芯片級光源模組的方法。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種制作倒裝集成LED芯片級光源模組的方法。該方法包括：步驟A，在襯底上生長GaN材料，形成GaN外延結構，該GaN外延結構自下而上依次包括：低溫GaN緩沖層、不摻雜GaN層、N-GaN層、多量子阱發光層、P-GaN層；步驟B，對GaN外延結構進行深刻蝕工藝，形成多個獨立的小LED材料結構；步驟C，對多個獨立的小LED材料結構進行倒裝LED芯片制備工藝，制備多個LED芯片的，與襯底接觸的P電極和N電極；步驟D，對多個倒裝LED芯片的P電極和N電極進行串并連工藝，形成倒裝LED集成芯片；以及步驟E：對襯底拋光，噴涂熒光粉，切割成一顆顆倒裝集成芯片，即倒裝集成LED芯片級光源模組。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明制作倒裝集成LED芯片級光源模組的方法具有以下有益效果：

(1)由于倒裝LED芯片的P、N電極直接與基板接觸，而且發光區離基板近，因此，采用本實施例方法制備的倒裝集成LED芯片級光源具有散熱好、可大電流驅動、光效高等優點；

(2)由于倒裝集成LED光源是在光源最上層通過金屬蒸鍍和光刻實現倒裝小芯片間的串并連，而COB封裝方式是采用正裝LED芯片通過金線實現芯片間的串并連，因此倒裝集成LED光源無需打金線，電極連接更可靠；

(3)由于倒裝集成LED光源是直接通過LED芯片制備工藝制作成芯片級光源，因此免去了封裝步驟，使光源體積縮小，可大大節約成本。

附圖說明

圖1為現有技術采用正裝芯片COB封裝方式的LED光源的俯視圖；

圖2為根據本發明實施例制作倒裝集成LED芯片級光源模組方法的流程圖；

圖3A為依照圖2所示方法制備的倒裝集成LED芯片級光源模組的俯視圖；

圖3B為依照圖2所示方法制備的倒裝集成LED芯片級光源模組的剖面示意圖。

【本發明主要元件符號說明】

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數的示范，但應了解，參數無需確切等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似于相應的值。

本發明在藍寶石襯底上先制備互相隔離的倒裝中小功率LED芯片，然后在在所有倒裝中小功率LED芯片上制備絕緣層，通過光刻工藝將每個倒裝中小功率LED芯片的P、N電極引出并在絕緣層上串并聯形成倒裝集成芯片。最后將藍寶石襯底拋光，噴涂熒光粉，切割形成單獨的一粒粒倒裝集成LED芯片。所制備的倒裝集成LED芯片作為芯片級光源可以直接用于低功率LED照明燈具中，也可以再通過COB封裝方式作為高功率LED光源模組使用。

在本發明的一個示例性實施例中，提供了一種制作倒裝集成LED芯片級光源的方法。圖2為根據本發明實施例制作倒裝集成LED芯片級光源方法的流程圖。圖3A為依照圖2所示方法制備的倒裝集成LED芯片級光源的俯視圖。圖3B為依照圖2所示方法制備的倒裝集成LED芯片級光源的剖面示意圖。