[發(fā)明專利]一種晶圓級(jí)薄膜倒裝LED芯片的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410358139.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN105280759B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪福進(jìn);梁伏波;趙漢民;封波;黃濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 晶能光電（常州）有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種晶圓級(jí)薄膜倒裝LED芯片的制備方法，該制備方法采用襯底轉(zhuǎn)移技術(shù)，避免了由于生長(zhǎng)襯底不透光導(dǎo)致影響LED倒裝芯片的出光問題，生產(chǎn)效率高、成本低。采用本發(fā)明的方法制備的倒裝LED芯片光效高，免打線而且很容易做成白光，給降低LED照明成本提供了一種解決方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓級(jí)薄膜倒裝LED芯片的制備方法。

背景技術(shù)

LED作為第三代的固態(tài)照明技術(shù)，正被大家高度關(guān)注。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，成熟的現(xiàn)有工藝正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前最為成熟的是將氮化鎵晶體層生長(zhǎng)在藍(lán)寶石絕緣襯底上，所以將正負(fù)電極做在同一側(cè)，光從P面氮化鎵層出射到環(huán)境。在此結(jié)構(gòu)中電流會(huì)橫向流過N型氮化鎵層，導(dǎo)致電流擁擠，局部造成發(fā)熱，降低了電光轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)藍(lán)寶石襯底的導(dǎo)熱性差，直接導(dǎo)致芯片的使用壽命降低。此外，這種結(jié)構(gòu)的P電極和引線也會(huì)擋住部分光線進(jìn)入器件封裝。所以，這種正裝LED芯片從器件結(jié)構(gòu)本身對(duì)器件功率、出光效率和熱性能等方面均構(gòu)成較大的影響。為了克服正裝芯片的這些不足，美國(guó)Lumileds公司發(fā)明了倒裝芯片。氮化鎵基LED芯片倒扣在硅基板上，硅基板上有兩個(gè)打線焊盤，封裝時(shí)大金線與外界電源連接。倒扣焊接技術(shù)工藝包括運(yùn)用種球機(jī)，選用合適尺寸的金線和適當(dāng)?shù)姆N球溫度，控制Wire-Bond(超聲金絲)球的尺寸，接著利用Die-Bond(倒裝焊接)機(jī)超聲波進(jìn)行焊接。目前的倒裝芯片都是在透明襯底(例如藍(lán)寶石襯底和SiC襯底)上制備的，但是透明襯底對(duì)光有一定的吸收，且為五面發(fā)光，對(duì)配光要求更高。更為重要的是目前這種制備倒裝芯片的方法不適用于非透明的襯底外延技術(shù)，例如硅襯底，而硅襯底外延技術(shù)已經(jīng)被認(rèn)為是未來降低LED成本的最佳選擇之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種倒裝LED芯片的制備方法，不受外延襯底限制，生產(chǎn)效率高，成本低。

為了解決本發(fā)明的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種晶圓級(jí)薄膜倒裝LED芯片的制備方法，該方法包括在生長(zhǎng)襯底上依次生長(zhǎng)緩沖層、N型GaN層、多量子阱層、P型GaN層和金屬反射層，在金屬反射層表面部分區(qū)域刻蝕至暴露出N型GaN層形成N電極孔和第一溝槽，在金屬反射層表面的部分區(qū)域和N電極孔的側(cè)壁以及所述第一溝槽形成鈍化層，在N電極孔內(nèi)沉積金屬并將多個(gè)N電極孔連接起來形成N電極，在未被鈍化層覆蓋的金屬反射層上形成P電極，形成倒裝晶片結(jié)構(gòu)，該方法還包括在與所述生長(zhǎng)襯底大小形狀一致的基板上沉積一層鍵合金屬層，刻蝕或切割所述與晶片P電極和N電極間隔位置相對(duì)的鍵合金屬層和基板，形成第二溝槽和第三溝槽，其中所述鍵合金屬層的第二溝槽和第三溝槽都與P電極和N電極之間的間隔位置大小相對(duì)應(yīng)，將所述晶片和基板進(jìn)行邦定，在所述基板背面沿著第二溝槽和第三溝槽進(jìn)行切割腐蝕基板形成第四溝槽和第五溝槽，在所述第四溝槽和第五溝槽中灌入絕緣材料，烘烤固化后去除生長(zhǎng)襯底和緩沖層，暴露出N型GaN層，沿著第四溝槽對(duì)晶片進(jìn)行切割，形成單個(gè)LED芯片。

優(yōu)選地，所述金屬反射層的材料為下列中的一種：Ag、Al、Ni、Ni-Ag合金、Al-Ni合金、Ag-Ni-Al合金。

優(yōu)選地，所述絕緣層的材料為下列中的一種或多種：SiO₂、SiN、Al₂O₃。

優(yōu)選地，所述鍵合金屬層材料為下列中的一種或多種Au、Sn、Au-Sn合金、Ag-Sn合金、Ni-Sn合金、Al-Ge合金。

優(yōu)選地，所述基板的材料為下列中的一種：硅、鍺、CU-W合金、Mo、Cr。

優(yōu)選地，所述絕緣材料為下列中的一種或多種：硅膠、環(huán)氧樹脂、塑料。

優(yōu)選地，所述制備方法還包括對(duì)N型GaN層進(jìn)行表面粗化處理。

優(yōu)選地，所述制備方法還包括在N型GaN層表面放置熒光薄片，形成白光LED。

本發(fā)明的有益效果：