[發明專利]倒裝發光二極管及其制作方法

有效

• 申請號: 201810183224.9
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108767081B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 熊偉平;鐘秉憲;吳俊毅;吳超瑜;王篤祥
• 申請（專利權）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種倒裝發光二極管及其制作方法，其結構自上而下包含：透明襯底、透明鍵合層、外延結構、第一和第二金屬電極，所述外延結構包含一p型半導體層、有源層、n型半導體層，其中n型半導體層及有源層的一部分被蝕刻，露出p型半導體層的一部分，所述第一和第二金屬電極分別設置于所述n型半導體層及p型半導體層之上，所述p型半導體層與透明鍵合層接觸的面經圖形化粗化處理，其中芯片邊緣未粗化，形成保護框。本發明增強了鍵合強度，避免粗化面與透明鍵合層之間的空洞吸入溶劑或水汽，提高芯片的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種具有圖形化粗化面的倒裝發光二極管及其制作方法，屬于半導體光電子器件與技術領域。

背景技術

倒裝發光二極管，如AlGaInP發光二極管采用透明鍵合技術將外延層轉移至透明襯底，為提高發光效率，通常需要將透明鍵合層一側的外延表面進行粗化處理，由于AlGaInP發光二極管通常為隨機粗化，其粗化形狀、尺寸不規則，因此在透明鍵合層沉積時，會在粗化面與鍵合層之間產生空洞，如附圖1所示，芯片在切割分離后該界面空洞直接裸露，在芯片制程中或老化實驗中，溶劑或水汽可能經空洞侵入鍵合層內部，導致鍵合層附著力下降甚至脫落，影響芯片可靠性。

發明內容

為了解決上述技術問題，根據本發明的第一方面，提出一種具有圖形化粗化面的倒裝發光二極管，其結構自上而下包含：透明襯底、透明鍵合層、外延結構、第一和第二金屬電極，所述外延結構包含一p型半導體層、有源層、n型半導體層，其中n型半導體層及有源層的一部分被蝕刻，露出p型半導體層的一部分，所述第一和第二金屬電極分別設置于所述n型半導體層及p型半導體層之上，所述p型半導體層與透明鍵合層接觸的面經圖形化粗化處理，其中芯片邊緣未粗化。

根據本發明的第二方面，還提供一種具有圖形化粗化面的倒裝發光二極管的制作方法，其步驟包括：提供一倒裝發光二極管外延結構，在所述倒裝發光二極管外延結構表面進行圖形化粗化處理，其含有部分未粗化區域，在所述粗化處理后的外延結構表面沉積透明鍵合層，對所述透明鍵合層進行拋光處理，將上述處理過后的倒裝AlGaInP外延結構鍵合轉移至透明襯底，對應所述粗化處理的圖形依次形成第一和第二金屬電極，經切割形成獨立的倒裝發光二極管芯片，芯片邊緣未粗化，形成保護框。

所述透明襯底為藍寶石、玻璃等透明材料。

所述第一和第二金屬電極分別于n型半導體層與p型半導體層形成歐姆接觸，同時作為封裝焊接電極。

所述p型半導體層與透明鍵合層接觸的面經粗化處理，粗化前采用光刻工藝形成保護圖形，芯片邊緣一圈被保護，將不被粗化，未粗化部分自芯片邊緣向內縮，寬度為10-50微米。

所述透明鍵合層采用電子束蒸鍍、磁控濺射等方法沉積于所述的p型半導體層粗化面，經拋光處理后形成平坦面。

位于所述第二金屬電極上方的p型半導體層未進行粗化。

所述的粗化為隨機粗化。

所述未粗化區域依據發光二極管芯片尺寸及形狀形成位于芯片邊緣的邊框。

與現有技術相比，本發明的優點包括且不限于，通過形成圖形化粗化面，芯片邊緣一圈未粗化，為平坦面，形成保護框，避免溶劑或水汽侵入，有效提高芯片的可靠性，同時，鍵合層脫落通常由芯片外圍向內擴展，保護框為平坦面，增強了鍵合強度。

附圖說明

圖1示意了常規倒裝AlGaInP發光二極管。

圖2至圖8示意了本發明提供的具有圖形化粗化面的倒裝AlGaInP發光二極管的制作過程，其中：

圖2為倒裝AlGaInP發光二極管外延結構；

圖3和4為采用光刻、粗化腐蝕等制程在p型半導體層表面形成圖形化粗化，芯片邊緣一圈未粗化，其中圖3為截面圖，圖4為俯視圖；