一種高可靠性的倒裝led芯片及其led器件和制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高可靠性的倒裝LED芯片、LED器件及其制作方法，LED芯片包括外延襯底依次疊加在外延襯底上的第一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和接觸反射層，接觸反射層側(cè)面包覆設(shè)置第一阻擋層，接觸反射層與第一阻擋層上表面設(shè)置第二阻擋層，第二阻擋層上開設(shè)通孔，將所述通孔往下延伸直至在第一半導(dǎo)體層上形成盲孔，第一半導(dǎo)體層的裸露表面和第二阻擋層上表面上設(shè)置絕緣層，第一半導(dǎo)體層的裸露表面上的絕緣層上開設(shè)有第一安裝槽，第二阻擋層的上表面的絕緣層上開設(shè)有第二安裝槽，第一安裝槽內(nèi)安裝有第一電極，第二安裝槽內(nèi)安裝第二電極。本發(fā)明提供的LED芯片壽命長(zhǎng)，可靠性高。
【專利說明】一種高可靠性的倒裝LED芯片及其LED器件和制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LED【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高可靠性的倒裝LED芯片及其LED器件和制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]倒裝LED芯片(FLIP CHIP)是目前一種比較先進(jìn)的大功率的芯片，該類芯片具有散熱好，集成度高，發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)是中下游白光芯片的主流結(jié)構(gòu)，且下游工藝簡(jiǎn)單，制作成本低，良率高。在進(jìn)行封裝時(shí)，倒裝LED芯片直接通過表面凸點(diǎn)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(zhǎng)期工作可靠性聞等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的倒裝LED芯片的制作工藝較為復(fù)雜，如圖1所示，包括以下步驟:(1)在襯底101上由下而上依次生成的第一半導(dǎo)體層102，有源層103，第二半導(dǎo)體層104 ； (2)沿第二半導(dǎo)體層104、有源層103的一端依次往下刻蝕到第一半導(dǎo)體層102中部形成臺(tái)階，使第一半導(dǎo)體層102部分裸露；(3)在第二半導(dǎo)體層104上表面中部制作接觸反射層105 ； (4)在接觸反射層105上表面以及第二半導(dǎo)體層104上表面兩端制作阻擋層106將接觸反射層105包覆；(5)在第一半導(dǎo)體層102的部分裸露表面以及阻擋層106的表面制作絕緣層107將步驟(2)中形成的臺(tái)階以及阻擋層部分包覆；(6)在第一半導(dǎo)體層102的裸露表面上制作第一電極108，在阻擋層106的上表面制作第二電極109，第一電極108可以分兩次制作以將其墊高至表面與第二電極109的表面處于同一平面，用于之后的倒裝焊接。
[0004]在此種結(jié)構(gòu)中，工藝相對(duì)比較復(fù)雜，至少需要6步圖形工藝才能夠完成，同時(shí)由于需要控制芯片的電流分布以及散熱面積和發(fā)光面積的平衡，金屬凸點(diǎn)比較多并且分布也比較分散，對(duì)于后工序的焊接良率和電流分布都會(huì)影響較大。
[0005]為了解決上述部分的缺點(diǎn)，出現(xiàn)了貼片式的倒裝芯片(DA FLIP CHIP)的工藝，及通過圖形的再分布將凸點(diǎn)進(jìn)行理想的分布，能夠直接進(jìn)行兩大PAD的貼片，甚至可直接應(yīng)用到了 PCB基板領(lǐng)域，如圖2所示，包括以下步驟:(I)在襯底201上由下而上依次生成的第一半導(dǎo)體層202，有源層203，第二半導(dǎo)體層204 ； (2)沿第二半導(dǎo)體層204、有源層203的一端依次往下刻蝕到第一半導(dǎo)體層202中部形成臺(tái)階，使第一半導(dǎo)體層202部分裸露；(3)在第二半導(dǎo)體層204上表面中部制作接觸反射層205 ； (4)在接觸反射層205上表面以及第二半導(dǎo)體層204上表面兩端制作阻擋層206將接觸反射層205包覆；(5)在第一半導(dǎo)體層202的部分裸露表面以及阻擋層206的表面制作絕緣層207將步驟(2)中形成的臺(tái)階以及阻擋層全部包覆；(6)在絕緣層上開設(shè)安裝槽210，將阻擋層的上表面部分裸露；(7)在第一半導(dǎo)體層202的裸露表面沿著絕緣層制作第一電極208，在安裝槽210內(nèi)制作第二電極109。與前一種工藝相比，在絕緣層制作之前的工藝一樣，在絕緣層分布上做了凸點(diǎn)圖形的再次分布，特別是第一電極和第二電極的圖形突破了下層半導(dǎo)體圖形的限制，第一電極跨越下層的圖形全部引至與第二電極的相平的表面，從而做到同樣的高度以及同樣的面積分布。
[0006]此種芯片的工藝同樣具有倒裝芯片比較主要的幾個(gè)問題:首先，工藝未有簡(jiǎn)化；其次，倒裝芯片的反射層所用的金屬在使用狀態(tài)下易遷移，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的IR不良及可靠性異常，阻擋層就是阻擋所述金屬遷移的，以上的工藝會(huì)由于阻擋層在反射層臺(tái)階位置的覆蓋較差，導(dǎo)致無法完全阻擋金屬的遷移，且由于阻擋層本身屬性的問題，存在空洞率，金屬也會(huì)從上方空洞遷移；再次，由于絕緣層負(fù)責(zé)了凸點(diǎn)金屬再分布的絕緣問題，金屬會(huì)跨越半導(dǎo)體層臺(tái)階，絕緣層本身覆蓋性的問題會(huì)導(dǎo)致金屬短路，同樣嚴(yán)重影響了芯片的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高可靠性的倒裝LED芯片，使其反射層金屬以及裸露的半導(dǎo)體層被覆蓋和保護(hù)得更好，極大地提高了芯片在后續(xù)正常使用甚至是過載使用的可靠性。
[0008]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供了一種高可靠性的倒裝LED芯片，該LED芯片包括外延襯底和依次層疊生長(zhǎng)在所述外延襯底之上的第一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和接觸反射層，所述接觸反射層下表面部分覆蓋在所述第二半導(dǎo)體層上，在接觸反射層四周包覆設(shè)置第一阻擋層，在所述接觸反射層和第一阻擋層的上表面設(shè)置第二阻擋層；在所述第二阻擋層上表面內(nèi)開設(shè)有第一安裝槽，所述第一安裝槽一直延伸至第一半導(dǎo)體層以露出所述第一半導(dǎo)體層；在所述第一安裝槽的側(cè)壁和第二阻擋層的上表面設(shè)置有一絕緣層；在所述第二阻擋層上表面的絕緣層上開設(shè)有第二安裝槽；在所述第二安裝槽內(nèi)安裝有第二電極，所述第二電極與所述第二阻擋層電連接；在所述第一安裝槽內(nèi)安裝有第一電極，所述第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接；所述第一電極的上表面與所述第二電極的上表面相平。
[0010]進(jìn)一步的，所述襯底與所述第一半導(dǎo)體層之間設(shè)置緩沖層。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一阻擋層的厚度與所述接觸反射層相同，所述第二阻擋層平鋪在所述第一阻擋層和所述接觸反射層上表面。
[0012]進(jìn)一步的，所述第一阻擋層的厚度大于所述接觸反射層，所述第二阻擋層鋪設(shè)于所述第一阻擋層和所述接觸反射層的上表面，且位于所述第一阻擋層和所述接觸反射層上表面的第二阻擋層厚度相同。
[0013]進(jìn)一步的，所述接觸反射層為鎳、鈦、金、鉬、鉻、銀或鋁中的一種或多種的組合。
[0014]進(jìn)一步的，所述第二阻擋層包括金屬阻擋層以及依次鋪設(shè)于所述金屬阻擋層上表面的空洞保護(hù)層和表面層。
[0015]進(jìn)一步的，所述絕緣層由三層以上絕緣層單元堆疊而成，每層絕緣層單元采用不同的工藝制作。
[0016]本發(fā)明還提供了一種LED器件，包括基板以及所述倒裝LED芯片，所述倒裝LED芯片通過貼片回流或者熱超聲共晶焊的方法與所述基板相結(jié)合。
[0017]本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種高可靠性的倒裝LED芯片的制作方法，該方法的工藝步驟較現(xiàn)有的工藝步驟大大簡(jiǎn)化，所需光刻圖形工藝的次數(shù)減少，降低了成本，提高了產(chǎn)品的良率，并且依據(jù)該方法制作得到的LED芯片，其反射層金屬以及裸露的半導(dǎo)體層的覆蓋和保護(hù)更好，極大地提高了芯片在后續(xù)正常使用甚至是過載使用的可靠性。
[0018]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0019]本發(fā)明提供了一種高可靠性的倒裝LED芯片的制作方法，包括以下步驟:
[0020](I)預(yù)備一襯底，所述襯底上依次生長(zhǎng)有第一半導(dǎo)體層、有源層和第二半導(dǎo)體層，在所述第二半導(dǎo)體層的上表面制作整層的接觸反射層，通過第一次圖形工藝蝕刻掉部分接觸反射層并制作出第一阻擋層，所述第一阻擋層將所述接觸反射層的四周包覆；
[0021](2)通過第二次圖形工藝在所述反射層與所述第一阻擋層的上表面制作第二阻擋層，并通過蝕刻的方法在所述第二阻擋層上表面開設(shè)第一安裝槽，所述第一安裝槽延伸至所述第一半導(dǎo)體層內(nèi)以露出所述第一半導(dǎo)體層；
[0022](3)在所述第一安裝槽的側(cè)壁以及第二阻擋層的上表面制作絕緣層，并通過第三次圖形工藝在所述第二阻擋層上表面的絕緣層上蝕刻出第二安裝槽；
[0023](4)通過第四次光刻圖形工藝在所述第一安裝槽內(nèi)制作第一電極，在所述第二安裝槽內(nèi)制作第二電極，所述第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接，所述第二電極與所述第二阻擋層電連接。
[0024]進(jìn)一步的，所述步驟(I)包括如下步驟:
[0025](11)準(zhǔn)備一襯底，在所述襯底上通過金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積的方法自下而上依次生成整層的第一半導(dǎo)體層、有源層和第二半導(dǎo)體層；
[0026](12)通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法在所述第二半導(dǎo)體層上表面制作整層的接觸反射層；
[0027](13)通過旋涂、曝光或顯影的方法在所述接觸反射層的上表面制作一層光刻膠，所述光刻膠按預(yù)定尺寸分為兩部分間隔設(shè)置在所述接觸反射層的上表面，并且所述接觸反射層的上表面的兩端及其中部裸露在外；
[0028](14)通過濕法蝕刻的方法將裸露的接觸反射層去除，將第二半導(dǎo)體層上表面部分裸露在外；
[0029](15)通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法在光刻膠的上表面和第二半導(dǎo)體層的裸露上表面上制作第一阻擋層；
[0030](16)將光刻膠以及光刻膠表面的第一阻擋層去除。
[0031]進(jìn)一步的，所述步驟(2)包括如下步驟:
[0032](21)在所述第一阻擋層和接觸反射層的上表面制作第二阻擋層，所述第二阻擋層上設(shè)置有第一通孔；
[0033](22)通過濕法腐蝕或干法刻蝕的方法將露出的第一阻擋層去除以將所述第一通孔延伸至第二半導(dǎo)體層上表面，將第二半導(dǎo)體層上表面暴露在外；
[0034](23)通過干法刻蝕(Inductively Coupled Plasma)或反應(yīng)離子刻蝕(Reactive1n Etching)的方法將暴露出來的第二半導(dǎo)體層、有源層以及第一半導(dǎo)體層依次去除直到露出所述第一半導(dǎo)體層以形成第一安裝槽。
[0035]進(jìn)一步的，所述步驟(3)包括如下步驟:
[0036](31)采用不同的制作方法在所述第二阻擋層的上表面和所述第一通孔的側(cè)壁分層制作絕緣層，所述絕緣層包括至少三層絕緣層單元；
[0037](32)通過光刻蝕刻的方法將位于第二阻擋層上表面的部分絕緣層去除形成第二安裝槽。
[0038]采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果是:
[0039](I)本發(fā)明提供的高可靠性的LED芯片采用包括第一阻擋層和第二阻擋層的雙層復(fù)合阻擋層結(jié)構(gòu)，將接觸反射層很好地包覆，防止反射層金屬遷移，并且第一阻擋層采用多層結(jié)構(gòu)，本身穩(wěn)定度高而且較致密，極大地提高了芯片的可靠性。
[0040](2)本發(fā)明提供的高可靠性的LED芯片的絕緣層為采用不同工藝制作的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，能很好地保護(hù)住第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的側(cè)壁，增強(qiáng)了絕緣層的絕緣性能，并能保證絕緣層表面平坦化。
[0041](3)本發(fā)明提供的高可靠性的LED芯片的制作方法，該方法的工藝步驟較現(xiàn)有的工藝步驟大大簡(jiǎn)化，所需光刻圖形工藝的次數(shù)減少，降低了成本，提高了產(chǎn)品的良率，并且依據(jù)該方法制作得到的LED芯片，其反射層金屬以及裸露的半導(dǎo)體層的覆蓋和保護(hù)更好，極大地提高了芯片在后續(xù)正常使用甚至是過載使用的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)作進(jìn)一步地詳細(xì)說明:
[0043]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中倒裝LED芯片的結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一倒裝LED芯片的結(jié)構(gòu)圖；
[0045]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的高可靠性的倒裝LED芯片的結(jié)構(gòu)圖；
[0046]圖4a—圖4j為本發(fā)明實(shí)施例1的高可靠性的倒裝LED芯片的制作方法過程示意圖；
[0047]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的高可靠性的倒裝LED芯片的結(jié)構(gòu)圖；
[0048]圖6為采用本發(fā)明高可靠性的倒裝LED芯片制成的LED器件的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049]實(shí)施例1
[0050]如圖3所示，本實(shí)施例公開了一種高可靠性的倒裝LED芯片，包括外延襯底301、依次生長(zhǎng)在外延襯底301上表面的第一半導(dǎo)體層302、有源層303、第二半導(dǎo)體層304和接觸反射層305，接觸反射層305的下表面部分覆蓋在第二半導(dǎo)體層304上，接觸反射層305四周包覆設(shè)置第一阻擋層306，第一阻擋層306與接觸反射層305的厚度相同，接觸反射層305與第一阻擋層306上表面設(shè)置第二阻擋層307，在第二阻擋層307上表面內(nèi)開設(shè)有第一安裝槽312，第一安裝槽312穿過第一阻擋層306、第二半導(dǎo)體層304和有源層303 —直延伸至第一半導(dǎo)體層302以露出第一半導(dǎo)體層302 ;在第一安裝槽312的側(cè)壁和第二阻擋層307的上表面設(shè)置有絕緣層308 ;在第二阻擋層307上表面的絕緣層308上開設(shè)有第二安裝槽313 ;在第二安裝槽313內(nèi)安裝有第二電極310，第二電極310與第二阻擋層307電連接；在第一安裝槽312內(nèi)安裝有第一電極309,第一電極309與第一半導(dǎo)體層302電連接；第一電極309的上表面與第二電極310的上表面相平。
[0051]其中，外延襯底301與第一半導(dǎo)體層302之間設(shè)置緩沖層，所述緩沖層用于降低第一半導(dǎo)體層302生長(zhǎng)時(shí)與襯底產(chǎn)生的晶格失配,夕卜延襯底301可以為圖形化襯底。
[0052]其中，外延襯底301為藍(lán)寶石、硅、碳化硅、砷化鎵或氮化鎵，其在倒裝芯片中是可以剝離的，剝離的方法為蝕刻法或者激光剝離法。
[0053]其中，第一半導(dǎo)體層302為多層結(jié)構(gòu)，包含靜電釋放層、圖形層、電流擴(kuò)散層。有源層303為銦氮化稼勢(shì)阱層與氮化鎵勢(shì)壘層交替沉積的量子阱結(jié)構(gòu)，或?yàn)槌Ц窠Y(jié)構(gòu)。第二半導(dǎo)體層304是包括了電流阻擋層、P型覆層、P型接觸層等P型摻雜的半導(dǎo)體材料。
[0054]其中，接觸反射層305是與第二半導(dǎo)體層304接觸的P型接觸電極，接觸反射層305為鎳、鈦、金、鉬、鉻、銀或鋁中的一種或多種的組合，并需要在氧氣及氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行高溫的熱退火處理，形成良好的歐姆接觸和高反射率，制作工藝可以為一次直接制作，也可以分接觸層和反射層兩層分層制作工藝，進(jìn)一步的，該兩層為不同厚度的同種材料或不同種材料。
[0055]其中，第一阻擋層306的厚度與接觸反射層305的厚度相同，第一阻擋層306將接觸反射層305包覆在內(nèi)，第一阻擋層306為單層或多層的金屬結(jié)構(gòu)，用于阻擋接觸反射層金屬的擴(kuò)散，第一阻擋層306采用鈦、鈦鶴合金、鈦招合金、氮化鈦、氮化鶴、鉭、氮化鉭或錯(cuò)鈦硅氮四元合金制成，第二阻擋層307平鋪在第一阻擋層306和接觸反射層305的上表面，第二阻擋層307為復(fù)合金屬層，包括金屬阻擋層、設(shè)置在金屬阻擋層表面的空洞保護(hù)層以及設(shè)置在空洞保護(hù)層表面的表面層，金屬阻擋層是與第一阻擋層306 —樣的材料，空洞保護(hù)層是穩(wěn)定度較高且較致密的金屬層，例如銀、鉬的金屬層，表面層由粘附性較好且等離子蝕刻速率較慢的金屬制作，如鎳，表面層既可以作為第一半導(dǎo)體層302和第二半導(dǎo)體層304蝕刻的掩蔽層，也可以將第二阻擋層307與絕緣層308粘附；第一阻擋層306與第二阻擋層307的邊緣與第二半導(dǎo)體層304和有源層303的邊緣齊平。
[0056]其中，絕緣層308采用透明的絕緣材料，包括硅的氧化物、氮化物、鋁的氧化物或鈦的氧化物，絕緣層308為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，由三層以上絕緣層單元層疊而成，絕緣層單元可以為同種材料，每層絕緣層單元采用不同的工藝制作，例如第一層絕緣層單元采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法工藝制作，可以增強(qiáng)半導(dǎo)體層與絕緣層之間的粘附效果，位于第一層絕緣層單元上的第二層絕緣層單元采用旋轉(zhuǎn)涂布玻璃的工藝制作，第二層絕緣層單元以填充的方法將較深的臺(tái)階包覆，進(jìn)一步增強(qiáng)絕緣性，同時(shí)有利于之后的表面平坦化工藝，位于第二層絕緣層單元上的第三層絕緣層單元采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法工藝制作，可以增強(qiáng)絕緣層與電極之間的粘附并有利于平坦化處理。
[0057]其中，第一電極309與第二電極310間電絕緣，兩個(gè)電極分布在芯片的兩端，兩個(gè)電極之間的間距在200mm以上，保證兩個(gè)電極不會(huì)出現(xiàn)短路，兩個(gè)電極具有較大的面積，第一電極309和第二電極310可以是規(guī)則的焊盤，也可以是叉指均勻分布的焊盤，厚度大于2mm,第一電極309和第二電極310采用鈦、鎳、金、錫或錫的合金等焊接材料。
[0058]圖4A—圖4J為本發(fā)明實(shí)施例1的高可靠性LED倒裝芯片的制作方法過程示意圖，其包括以下步驟:
[0059](I)預(yù)備一襯底，所述襯底上依次生長(zhǎng)有第一半導(dǎo)體層302、有源層303以及第二半導(dǎo)體層304，在所述第二半導(dǎo)體層304上表面制作整層的接觸反射層305，通過第一次圖形工藝蝕刻掉部分接觸反射層并制作出第一阻擋層306，第一阻擋層306將接觸反射層305的四周包覆，具體包括以下子步驟:
[0060](11)如圖4a所示，準(zhǔn)備一襯底，在所述襯底上通過金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積的方法自下而上依次生成整層的第一半導(dǎo)體層302、有源層303和第二半導(dǎo)體層304，圖4a為本步驟完成后的主視圖，金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積所用的原料氣體為三甲基鎵、三甲基銦、三甲基鋁、氨氣、硅烷、環(huán)戊二烯基鎂、二茂鎂、氫氣或氮?dú)猓?br> [0061](12)通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法在第二半導(dǎo)體層304上表面制作整層的接觸反射層305，進(jìn)一步的，接觸反射層305的制作可以是先制作一層較薄的金屬層，再對(duì)該金屬層在氧氣及氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行高溫的熱退火處理形成良好的歐姆接觸，再使用同樣的方法在該金屬層上制作一層較厚的金屬層，得到所需要的接觸反射層305，所述金屬層的材料為銀或者鎳；
[0062](13)如圖4b所示，通過旋涂、曝光或顯影的方法在所述接觸反射層305的上表面制作一層光刻膠311，所述光刻膠311按預(yù)定尺寸分為兩部分間隔設(shè)置在所述接觸反射層305的上表面，并且所述接觸反射層305的上表面的兩端及其中部裸露在外，圖4b為本步驟完成后的主視圖，光刻膠311為正膠或負(fù)膠，光刻膠311的制作使用旋涂、曝光或顯影的方法，負(fù)膠需要做后烘(PEB, Post Exposure Baking)；
[0063](14)如圖4c所示，通過濕法蝕刻的方法將裸露的接觸反射層去除，將第二半導(dǎo)體層304上表面部分裸露在外，圖4c為本步驟完成后的主視圖；
[0064](15)如圖4d所示，通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法在光刻膠311的上表面和第二半導(dǎo)體層304的裸露上表面上制作第一阻擋層306，圖4d為本步驟完成后的主視圖，第一阻擋層306的厚度在接觸反射層305的厚度以上；
[0065](16)如圖4e所示，將光刻膠311以及光刻膠311表面的第一阻擋層306去除，圖4e為本步驟完成后的王視圖；
[0066](2)通過第二次圖形工藝在接觸反射層305與第一阻擋層306的上表面制作第二阻擋層307，并通過蝕刻的方法在所述第二阻擋層307上表面開設(shè)第一安裝槽312，第一安裝槽312延伸至第一半導(dǎo)體層302內(nèi)以露出第一半導(dǎo)體層302，具體包括以下子步驟:
[0067](21)在第一阻擋層306和接觸反射層305的上表面制作第二阻擋層307，第二阻擋層307上設(shè)置有第一通孔314，圖4f為本步驟完成后的主視圖。
[0068]此步驟可以采用兩種方法，第一種方法是:先在位于接觸反射層之間的第一阻擋層的上表面的中部制作一層光刻膠；然后通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法在光刻膠的上表面以及裸露的第一阻擋層和接觸反射層的上表面制作第二阻擋層；再將所述光刻膠以及所述光刻膠表面的第二阻擋層去除，將部分第一阻擋層暴露在外，第二阻擋層上形成第一通孔；
[0069]第二種方法是:先通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法制作第二阻擋層307，然后通過光刻腐蝕的方法做出第一通孔314 ；
[0070](22)通過濕法腐蝕或干法刻蝕的方法將露出的第一阻擋層306去除以將第一通孔314延伸至第二半導(dǎo)體層304上表面，將第二半導(dǎo)體層304上表面暴露在外；圖4g為本步驟完成后的截面圖；
[0071](23)通過干法刻蝕(INDUCTIVELY COUPLED PLASMA)或反應(yīng)離子刻蝕(REACTIVE1N ETCHING)將暴露出來的第二半導(dǎo)體層304、有源層303以及第一半導(dǎo)體層302依次去除直到露出第一半導(dǎo)體層302以形成第一安裝槽312，第一半導(dǎo)體層302部分裸露，圖4h為本步驟完成后的截面圖；
[0072](3)如圖4i所示，在第一安裝槽312的側(cè)壁以及第二阻擋層307的上表面制作絕緣層308，并通過第三次圖形工藝在所述第二阻擋層307上表面的絕緣層上蝕刻出第二安裝槽313，具體包括以下子步驟:
[0073](31)采用不同的制作方法在第二阻擋層307的上表面和所述第一通孔314的側(cè)壁分層制作絕緣層308，所述絕緣層包括至少三層絕緣層單元，例如可以包括以下步驟；
[0074](311)通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法在第二阻擋層307的上表面和所述第一通孔314的側(cè)壁制作第一層絕緣層單元，該層可以增強(qiáng)半導(dǎo)體層與絕緣層之間的粘附效果;
[0075](312)使用旋轉(zhuǎn)涂布玻璃的方法在第一層絕緣層單元的上表面涂覆并固化制作第二層絕緣層單元，該層既可以填充的方法將較深的臺(tái)階包覆完整，增強(qiáng)該位置的絕緣性能，同時(shí)又利于之后的絕緣層表面平坦化工藝；
[0076](313)通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法的方法在所述第二層絕緣層單元的上表面制作第三層絕緣層單元，可以增強(qiáng)絕緣層308與電極的粘附，并且有利于之后的絕緣層308表面的平坦化處理；
[0077](32)通過光刻蝕刻的方法將位于第二阻擋層307上表面的部分絕緣層308去除形成第二安裝槽313 ；
[0078](4)如圖4j所示，通過第四次光刻圖形工藝在所述第一安裝槽312內(nèi)制作第一電極309，在所述第二安裝槽313內(nèi)制作第二電極310，所述第一電極309與所述第一半導(dǎo)體層302電連接，所述第二電極310與所述第二阻擋層307電連接，第一電極309和第二電極310的制作可以使用濺射或蒸發(fā)之后剝離的方法，也可以使用光刻后電鍍的方法，制作完成后的兩個(gè)電極的表面處于同一平面，并且使兩個(gè)電極的面積和圖形分布相近，以便于之后的電流導(dǎo)通的均勻性以及散熱的均勻性，同時(shí)可以保證后工藝的芯片位置的精確性。
[0079]實(shí)施例2
[0080]如圖5所示，為實(shí)施例2公開的高可靠性倒裝LED芯片的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別僅在于:本實(shí)施例中第一阻擋層的高度大于其包覆的接觸反射層，第二阻擋層鋪設(shè)于第一阻擋層和接觸反射層的上表面，且位于所述第一阻擋層和所述接觸反射層上表面的第二阻擋層的厚度相同。實(shí)施例2的高可靠性倒裝LED芯片的制作方法與實(shí)施例1的高可靠性倒裝LED芯片的制作方法相同。
[0081]如圖6所示，為采用本發(fā)明高可靠性倒裝LED芯片制成的LED器件的結(jié)構(gòu)的主視圖，所述LED器件包括基板400以及倒裝安裝于該基板上的倒裝LED芯片300，該基板400為散熱基板，可以為硅基板、陶瓷基板或者PCB焊板，倒裝LED芯片300通過貼片回流或者熱超聲共晶焊(FLIP CHIP BONDING)的方法與基板400相結(jié)合，用于無金線封裝結(jié)構(gòu)，并具有極高的可靠性、導(dǎo)熱性以及較長(zhǎng)的壽命。
[0082]最后應(yīng)說明的是:以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高可靠性的倒裝LED芯片，該LED芯片包括外延襯底和依次層疊生長(zhǎng)在所述外延襯底之上的第一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和接觸反射層，所述接觸反射層下表面部分覆蓋在所述第二半導(dǎo)體層上，其特征在于: 在接觸反射層四周包覆生長(zhǎng)第一阻擋層，在所述接觸反射層和第一阻擋層的上表面生長(zhǎng)第二阻擋層； 在所述第二阻擋層上表面內(nèi)開設(shè)有第一安裝槽，所述第一安裝槽一直延伸至第一半導(dǎo)體層以露出所述第一半導(dǎo)體層； 在所述第一安裝槽的側(cè)壁和第二阻擋層的上表面形成一絕緣層； 在所述第二阻擋層上表面的絕緣層上開設(shè)有第二安裝槽； 在所述第二安裝槽內(nèi)安裝有第二電極，所述第二電極與所述第二阻擋層電連接； 在所述第一安裝槽內(nèi)安裝有第一電極，所述第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電性連接； 所述第一電極的上表面與所述第二電極的上表面齊平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性的倒裝LED芯片，其特征在于:所述襯底與所述第一半導(dǎo)體層之間設(shè)置緩沖層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性的倒裝LED芯片，其特征在于:所述第一阻擋層的厚度與所述接觸反射層厚度相同，所述第二阻擋層平鋪在所述第一阻擋層和所述接觸反射層上表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性的倒裝LED芯片，其特征在于:所述第一阻擋層的厚度大于所述接觸反射層，所述第二阻擋層鋪設(shè)于所述第一阻擋層和所述接觸反射層的上表面，且位于所述第一阻擋層和所述接觸反射層上表面的第二阻擋層厚度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高可靠性的倒裝LED芯片，其特征在于:所述接觸反射層為鎳、鈦、金、鉬、鉻、銀或鋁中的一種或多種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高可靠性的倒裝LED芯片，其特征在于:所述第二阻擋層包括金屬阻擋層以及依次鋪設(shè)于所述金屬阻擋層上表面的空洞保護(hù)層和表面層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性的倒裝LED芯片，其特征在于:所述絕緣層由三層以上絕緣層單元堆疊而成，每層絕緣層單元采用不同的工藝制作。
8.—種LED器件，其特征在于:包括基板以及權(quán)利要求1一7中任一項(xiàng)所述的倒裝LED芯片，所述倒裝LED芯片通過貼片回流或者熱超聲共晶焊的方法與所述基板相結(jié)合。
9.一種高可靠性的倒裝LED芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)預(yù)備一襯底，所述襯底上依次生長(zhǎng)有第一半導(dǎo)體層、有源層和第二半導(dǎo)體層，在所述第二半導(dǎo)體層的上表面制作整層的反射層，通過第一次圖形工藝蝕刻掉部分接觸反射層并制作出第一阻擋層，所述第一阻擋層將所述接觸反射層的四周包覆； (2)通過第二次圖形工藝在所述反射層與所述第一阻擋層的上表面制作第二阻擋層，并通過蝕刻的方法在所述第二阻擋層上表面開設(shè)第一安裝槽，所述第一安裝槽延伸至所述第一半導(dǎo)體層內(nèi)以露出所述第一半導(dǎo)體層； (3)在所述第一安裝槽的側(cè)壁以及第二阻擋層的上表面制作絕緣層，并通過第三次圖形工藝在所述第二阻擋層上表面的絕緣層上蝕刻出第二安裝槽； (4)通過第四次光刻圖形工藝在所述第一安裝槽內(nèi)制作第一電極，在所述第二安裝槽內(nèi)制作第二電極，所述第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接，所述第二電極與所述第二阻擋層電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高可靠性的倒裝LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步驟(1)包括如下步驟: (11)準(zhǔn)備一襯底，在所述襯底上通過金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積的方法自下而上依次生成整層的第一半導(dǎo)體層、有源層和第二半導(dǎo)體層； (12)通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法在所述第二半導(dǎo)體層上表面制作整層的接觸反射層； (13)通過旋涂、曝光或顯影的方法在所述接觸反射層的上表面制作一層光刻膠，所述光刻膠按預(yù)定尺寸分為兩部分間隔設(shè)置在所述接觸反射層的上表面，并且所述接觸反射層的上表面的兩端及其中部裸露在外； (14)通過濕法蝕刻的方法將裸露的接觸反射層去除，將第二半導(dǎo)體層上表面部分裸露在外； (15)通過濺射或電子束蒸發(fā)的方法在光刻膠的上表面和第二半導(dǎo)體層的裸露上表面上制作第一阻擋層； (16)將所述光刻膠以及光刻膠表面的第一阻擋層去除。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高可靠性的倒裝LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步驟(2)包括如下步驟: (21)在所述第一阻擋層和接觸反射層的上表面制作第二阻擋層，所述第二阻擋層上設(shè)置有第一通孔； (22)通過濕法腐蝕或干法刻蝕的方法將露出的第一阻擋層去除以將所述第一通孔延伸至第二半導(dǎo)體層上表面，將第二半導(dǎo)體層上表面暴露在外； (23)通過干法刻蝕(InductivelyCoupled Plasma)或反應(yīng)離子刻蝕(Reactive 1nEtching)的方法將暴露出來的第二半導(dǎo)體層、有源層以及第一半導(dǎo)體層依次去除直到露出所述第一半導(dǎo)體層以形成第一安裝槽。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高可靠性的倒裝LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步驟(3)包括如下步驟: (31)采用不同的制作方法在所述第二阻擋層的上表面和所述第一通孔的側(cè)壁分層制作絕緣層，所述絕緣層包括至少三層絕緣層單元； (32)通過光刻蝕刻的方法將位于第二阻擋層上表面的部分絕緣層去除形成第二安裝槽。
【文檔編號(hào)】H01L33/62GK104300056SQ201410534350
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】黃靚, 吳金明, 姜志榮, 萬垂銘, 曾照明, 肖國(guó)偉 申請(qǐng)人:晶科電子（廣州）有限公司