[發(fā)明專利]導(dǎo)電導(dǎo)熱良好的倒裝LED芯片、及其LED器件和制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410377460.6
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104143603A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許朝軍;姜志榮;曾照明;黃靚;肖國偉
• 申請（專利權(quán)）人: 晶科電子（廣州）有限公司
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/62;H01L33/48
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 肖云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光器件的制造領(lǐng)域，涉及一種發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其涉及一種倒裝結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管芯片及其制造方法，以及含有該倒裝LED芯片的LED器件。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)光源具有高效率、長壽命、不含Hg等有害物質(zhì)的優(yōu)點。隨著LED技術(shù)的迅猛發(fā)展，LED的亮度、壽命等性能都得到了極大的提升，使得LED的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，從路燈等室外照明到裝飾燈等市內(nèi)照明，均紛紛使用或更換成LED作為光源。

半導(dǎo)體照明行業(yè)內(nèi)，一般將LED芯片的結(jié)構(gòu)分成正裝芯片結(jié)構(gòu)、垂直芯片結(jié)構(gòu)和倒裝芯片結(jié)構(gòu)三類。與其它兩種芯片結(jié)構(gòu)相比，倒裝芯片結(jié)構(gòu)具有散熱性能良好、出光效率高、飽和電流高和制作成本適中等優(yōu)點，已經(jīng)受到各大LED芯片廠家的重視。在進(jìn)行封裝時，倒裝LED芯片直接通過表面凸點金屬層與基板相連接，不需要金線連接，因此也被稱為無金線封裝技術(shù)，具有耐大電流沖擊和長期工作可靠性高等優(yōu)點。

現(xiàn)有制作倒裝LED芯片的方法，如圖1所示，一般需經(jīng)過六個主要步驟。步驟一：如圖2-a所示，刻蝕外延襯底10上的部分P型外延層13、發(fā)光層12和N型外延層11以形成臺階結(jié)構(gòu)，一般采用ICP(Inductive?Coupled?Plasma)干法刻蝕，刻蝕掩膜采用光刻膠或二氧化硅層。步驟二：如圖2-b所示，在N型外延層11表面設(shè)置N接觸金屬層20，由電子束蒸發(fā)工藝搭配光刻剝離工藝完成。步驟三：如圖2-c所示，在P型外延層13表面設(shè)置P接觸金屬層21，由電子束蒸發(fā)工藝搭配光刻腐蝕工藝完成。步驟四：如圖2-d所示，在P接觸金屬層21表面設(shè)置P阻擋保護(hù)層22，由電子束蒸發(fā)工藝搭配光刻腐蝕工藝完成，P阻擋保護(hù)層用于阻擋P接觸金屬層的金屬遷移。步驟五：如圖2-e所示，在芯片表面制備具有通孔的絕緣層23，絕緣層材料一般為SiO2，由PECVD(Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法搭配光刻腐蝕工藝完成。步驟六：如圖2-f所示，在絕緣層23表面設(shè)置表面電極層，P表面電極層24通過通孔與P阻擋保護(hù)層電連接，N表面電極層25通過通孔與N接觸金屬層20電連接，一般由電子束蒸發(fā)工藝搭配光刻剝離工藝完成。

制作倒裝LED芯片的現(xiàn)有方法，具有六個主要步驟，每個步驟都要使用一次光刻工藝，由于制作工序繁多而導(dǎo)致生產(chǎn)成本偏高。而且，這樣制得的倒裝LED芯片，其P接觸金屬層和P阻擋保護(hù)層均是由后工序在刻蝕呈臺階狀的P型外延層13上制作的，由于光刻精度的限制，不僅P接觸金屬層的覆蓋面積遠(yuǎn)小于P型外延層的表面積，而且P阻擋保護(hù)層的覆蓋面積也小于P型外延層的表面積，這會使芯片的導(dǎo)電導(dǎo)熱能力、出光效率都受到影響，無法得到進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，第一方面提供一種導(dǎo)熱導(dǎo)電能力好、且有利于提高LED芯片出光效率的倒裝LED芯片。

本發(fā)明為達(dá)到其第一方面的目的，采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種倒裝LED芯片，包括外延襯底、P表面電極、N表面電極、疊加于外延襯底上表面的N型外延層、疊加于N型外延層上表面的發(fā)光層、疊加于發(fā)光層上表面的P型外延層，所述P型外延層其上開設(shè)有第一凹孔，且第一凹孔向下貫穿過所述發(fā)光層并延伸至所述N型外延層；在P型外延層上表面疊加有一P接觸金屬層，且P接觸金屬層的邊緣與P型外延層的邊緣之間留有空間，相互疊加的P型外延層和P接觸金屬層構(gòu)成第一疊加結(jié)構(gòu)；所述第一疊加結(jié)構(gòu)其上表面疊加有P阻擋保護(hù)層，且P阻擋保護(hù)層的下表面覆蓋面積與P型外延層的上表面面積一致；N型外延層、發(fā)光層、P型外延層、P接觸金屬層、及P阻擋保護(hù)層依次疊加構(gòu)成第二疊加結(jié)構(gòu)，所述第二疊加結(jié)構(gòu)其外露的表面設(shè)有絕緣層，且和所述第一凹孔的底部位置相對應(yīng)的絕緣層部分設(shè)有第一通孔，在和P阻擋保護(hù)層上表面對應(yīng)的絕緣層部分設(shè)有第二通孔；所述N表面電極通過所述第一通孔與N型外延層電連接，所述P表面電極通過所述第二通孔與P阻擋保護(hù)層電連接。

進(jìn)一步的，P接觸金屬層的邊緣與P型外延層的邊緣的距離大于2μm。

進(jìn)一步的，N表面電極的邊緣向下延伸至第一通孔的底部與所述N型外延層直接接觸以形成電連接。N表面電極層直接與N型外延層形成歐姆接觸，省略了N接觸金屬層，使芯片結(jié)構(gòu)更簡單，降低了倒裝LED芯片的物料成本和工藝成本。

進(jìn)一步的，所述第二疊加結(jié)構(gòu)其邊緣呈臺階狀。