[發(fā)明專利]倒裝雙層DBR的LED芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法

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• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112510135A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張秀敏
• 申請（專利權(quán)）人: 普瑞（無錫）研發(fā)有限公司
• 主分類號: H01L33/46
• 分類號: H01L33/46;H01L33/00
• 代理公司: 江蘇漫修律師事務(wù)所 32291
• 代理人: 熊啟奎;周曉東

本發(fā)明公開了一種倒裝雙層DBR的LED芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法，其中倒裝雙層DBR的LED芯片結(jié)構(gòu)包括：在芯片襯底的正面生長有LED芯片外延結(jié)構(gòu)，在外延結(jié)構(gòu)表面上鍍有ITO膜；在芯片結(jié)構(gòu)上制作N、P金屬導(dǎo)電支線；在芯片結(jié)構(gòu)的正面沉積有SiO₂絕緣層，在SiO₂絕緣層表面鍍有第一DBR反射層，通過ICP刻蝕技術(shù)將N、P金屬導(dǎo)電支線暴露出來并在對應(yīng)位置制作N、P焊盤電極；在芯片結(jié)構(gòu)背面鍍有第二DBR反射層；芯片結(jié)構(gòu)在未切割時，在芯片結(jié)構(gòu)上通過刻蝕技術(shù)形成切割道，芯片沿切割道進行切割。本發(fā)明通過在DBR反射層上設(shè)置切割道，將DBR反射層分為若干小區(qū)塊，降低芯片結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力，防止芯片結(jié)構(gòu)發(fā)生翹曲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種倒裝雙層DBR的LED芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管（LED）是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的固體發(fā)光器件，其中GaN基的LED芯片得到了長足的發(fā)展和應(yīng)用。發(fā)光二極管的發(fā)光效率主要有兩方面因素：器件的內(nèi)量子效率和外量子效率。由于菲涅爾損失、全反射損失和材料吸收損失的存在，使LED芯片的光提取效率降低。光提取效率是指出射到空氣中的光子占電子-空穴對通過輻射復(fù)合在芯片有源區(qū)產(chǎn)生光子的比例，其主要與LED的幾何結(jié)構(gòu)和材料光學(xué)特性有關(guān)。為了提高光的提取效率，通常采用的技術(shù)方案有：生長分布布拉格反射層（DBR）結(jié)構(gòu)、表面粗化技術(shù)和光子晶體技術(shù)等。分布布拉格反射層的反射率可達到99%以上，它沒有金屬反射層的吸收問題，又可以通過改變材料的折射率或厚度來調(diào)整能隙位置。現(xiàn)有技術(shù)中采用的雙面DBR結(jié)構(gòu)存在應(yīng)力過大、切割難度大等問題，而且其制作方法也需要進一步改進和完善。

發(fā)明內(nèi)容

本申請人針對上述現(xiàn)有技術(shù)中采用的雙面DBR結(jié)構(gòu)存在應(yīng)力過大、切割難度大以及制作方法需要改善等問題，提供了一種結(jié)構(gòu)合理的倒裝雙層DBR的LED芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過在DBR反射層上設(shè)置切割道，將DBR反射層分為若干小區(qū)塊，降低芯片結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力，防止芯片結(jié)構(gòu)發(fā)生翹曲，而且在切割道區(qū)域不含DBR，降低芯片的切割難度，從而提高芯片制造的良品率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種倒裝雙層DBR的LED芯片結(jié)構(gòu)，在芯片襯底的正面生長有LED芯片外延結(jié)構(gòu)，在外延結(jié)構(gòu)表面上鍍有ITO膜，通過ICP刻蝕技術(shù)將暴漏區(qū)域的N-GaN層刻蝕出來，形成N-GaN臺階；在芯片結(jié)構(gòu)上制作N、P金屬導(dǎo)電支線；在芯片結(jié)構(gòu)的正面沉積有SiO₂絕緣層，在SiO₂絕緣層表面鍍有第一DBR反射層，通過ICP刻蝕技術(shù)將N、P金屬導(dǎo)電支線暴露出來，在N、P金屬導(dǎo)電支線的對應(yīng)位置制作N、P焊盤電極；在芯片結(jié)構(gòu)背面鍍有第二DBR反射層；芯片結(jié)構(gòu)在未切割時，在芯片結(jié)構(gòu)上通過刻蝕技術(shù)形成切割道，所述切割道位于芯片結(jié)構(gòu)的正面或背面或雙面，芯片沿切割道進行切割。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

利用PECVD技術(shù)在芯片結(jié)構(gòu)的表面沉積SiO₂絕緣層，利用氧化物鍍膜技術(shù)在SiO₂絕緣層表面鍍第一DBR反射層，然后利用正性光刻掩膜技術(shù)制作掩膜圖形，通過ICP刻蝕技術(shù)將N、P金屬導(dǎo)電支線暴露出來。

利用負性光刻掩膜技術(shù)制作焊盤電極圖形，并通過電子束蒸發(fā)技術(shù)制作N、P焊盤電極。

利用氧化物鍍膜技術(shù)在芯片結(jié)構(gòu)背面鍍第二DBR反射層。

利用正性光刻掩膜技術(shù)制作掩膜圖形，將切割道暴露出來，通過ICP刻蝕技術(shù)將切割道處的DBR刻蝕掉形成切割道。

本發(fā)明還采用的技術(shù)方案如下：

一種倒裝雙層DBR的LED芯片結(jié)構(gòu)制作方法，包括以下步驟：

步驟S1，提供芯片襯底，在芯片襯底的正面生長LED芯片外延結(jié)構(gòu)；

步驟S2，在芯片外延結(jié)構(gòu)表面上鍍ITO膜；

步驟S3：通過ICP刻蝕技術(shù)將暴漏區(qū)域的N-GaN層刻蝕出來，形成N-GaN臺階；