一種倒裝led芯片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及L邸忍片技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種倒裝L邸忍片及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著WGaN為代表的第S代半導體材料興起，藍光W及W藍光涂覆巧光粉的白色 發(fā)光二極管化抓)研制成功，L抓成為通用照明領(lǐng)域的新型固態(tài)光源。由于本身具有高可靠 性、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，隨著發(fā)光效率的不斷提高，L抓應用的不斷升級W及市場對于L抓的 需求，使得L邸正朝著大功率和高亮度的方向發(fā)展。
[0003] 氮化嫁基L抓忍片的基本結(jié)構(gòu)包括藍寶石襯底、N型氮化嫁(N-GaN)層、多量子阱結(jié) 構(gòu)層(發(fā)光層)和P型氮化嫁(P-GaN)層。正向通電時，多量子阱結(jié)構(gòu)內(nèi)電能轉(zhuǎn)化為光，藍寶石 襯底的表面、P-GaN層的表面及L邸忍片的側(cè)面均有光出射。
[0004] 目前，氮化嫁基L邸忍片有正裝(如圖1所示)和倒裝(如圖2所示)兩種結(jié)構(gòu)，其中氮 化嫁基正裝Lm)忍片的藍寶石襯底和N-GaN層之間具有反射層，使得絕大多數(shù)光從忍片的上 表面（即P-GaN層的表面)發(fā)出；氮化嫁基倒裝L邸忍片的P-GaN層的表面上具有反射導電層1 (同時用作反射層和P電極），使得絕大多數(shù)光從忍片的下表面(藍寶石襯底的表面)發(fā)出。相 對于氮化嫁基正裝Lm)忍片，氮化嫁基倒裝L邸忍片具有更低熱阻、電流傳送更均勻、更好出 光及無需使用金線等優(yōu)點，運些優(yōu)點決定了氮化嫁基倒裝Lm)忍片在背光高可靠性需求和 照明超大電流驅(qū)動需求方面有著顯著的優(yōu)勢，其可W用更高的電流、散熱良好且壽命較長， 由此使得終端客戶可W節(jié)省成本。
[0005] 如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)的氮化嫁基倒裝Lm)忍片中，反射導電層1通常為多層金屬的 層疊結(jié)構(gòu)，圖示中為=層。其中分布在P型氮化嫁層的上表面的一層是金屬層NiAg(此處 NiAg表示兩層金屬，從下向上分別為Ni和Ag,本文中的金屬層皆W運種方式表示），該層作 為P型氮化嫁層的接觸電極，實現(xiàn)導電和反射功能；中間一層為第一阻擋層，通常是電子束 蒸鍛沉積Cr、Pt多對金屬膜形成；最上面一層是第二阻擋層，通常是W瓣射的方式沉積的 TiW合金。在此種倒裝忍片結(jié)構(gòu)中，Ni的厚度一般在幾個埃（A)，主要有助于Ag與P型氮化嫁 層的粘附和透光。在N型氮化嫁層未被多量子阱結(jié)構(gòu)層覆蓋的部分上設(shè)有N電極，反射導電 層1作為P電極(或在其上布置P電極），使用時將忍片倒置，通過N、P兩個電極通過焊盤與線 路板焊接，而光從藍寶石襯底取出。在制作過程中，為實現(xiàn)金屬層NiAg與P型氮化嫁層形成 良好的歐姆接觸，該層通常在400至600°C下高溫合金化。但是在高溫下，金屬銀易產(chǎn)生起球 聚集現(xiàn)象，導致反射率下降，倒裝忍片的光效因而大幅下降。雖然在較低溫度（如200-400 °C)合金化，銀的反射率能保持在90%左右，但是其與P型氮化嫁層的接觸電阻會升高，導致 忍片開啟電壓上升。因此高反射率和低接觸電阻形成金屬合金難W兩全的一對矛盾體。另 夕h運種結(jié)構(gòu)的氮化嫁基倒裝L邸忍片為了減小膜層間應力，需要制作第一阻擋層和第二阻 擋層，不但導致較復雜的工序過程，并且因為各層金屬熱膨脹系數(shù)不同，后續(xù)封裝、使用過 程中可能會因為熱應力導致部分銀與P型氮化嫁層之間的粘附變差，使得P型氮化嫁層電流 擴散效果變差，忍片發(fā)光不均勻。
[0006] 因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種倒裝Lm)忍片及其制造方法，實現(xiàn)倒裝忍 片的低成本、高光效、高可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種倒裝L邸忍片，包括橫截面呈長方形的藍寶石 襯底W及從所述藍寶石襯底的上表面向上依次分布的N型氮化嫁層、多量子阱結(jié)構(gòu)層和P型 氮化嫁層，所述N型氮化嫁層、所述多量子阱結(jié)構(gòu)層和所述P型氮化嫁層的橫截面皆呈長方 形，它們構(gòu)成外延結(jié)構(gòu)；
[000引其特征在于，
[0009] 所述倒裝Lm)忍片是鏡面對稱的結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的縱截面成凸字形;所述N型 氮化嫁層的上表面具有暴露在所述多量子阱結(jié)構(gòu)層之外的第一部分和第二部分，所述第一 部分和所述第二部分分別形成所述外延結(jié)構(gòu)的兩個肩部；
[0010] 所述倒裝L邸忍片還包括分布在所述P型氮化嫁層的上表面的反射導電層、分布在 所述第一部分上的第一 N電極和分布在所述第二部分上的第二N電極;所述反射導電層與所 述P型氮化嫁層電連接，所述第一、第二N電極與所述N型氮化嫁層電連接；
[0011 ]所述反射導電層為金屬層NiAgNi，由從下向上層疊的第一金屬層Ni、金屬層Ag和 第二金屬層Ni構(gòu)成;其中所述第一金屬層Ni的厚度為3~30 A，所述第二金屬層Ni的厚度與 所述金屬層Ag的厚度的比值在1:50~1:10之間。
[0012] 進一步地，所述金屬層Ag的厚度為1500~5000 ^所述第二金屬層Ni的厚度為 乂)~500 A。
[0013] 進一步地，所述第一、第二N電極皆呈長條狀，皆平行于所述倒裝Lm)忍片的對稱 面，從所述N型氮化嫁層的上表面的一個側(cè)邊處延伸到另一個側(cè)邊處，所述N型氮化嫁層的 上表面的所述側(cè)邊和所述另一個側(cè)邊彼此相對。
[0014] 進一步地，所述反射導電層作為所述倒裝L邸忍片的P電極。
[0015] 進一步地，所述倒裝Lm)忍片還包括反射層，所述反射層覆蓋所述第一部分、所述 第二部分、所述反射導電層、所述第一 N電極和所述第二N電極。
[0016] 進一步地，所述反射層是分布式布拉格反射鏡，所述分布式布拉格反射鏡由交替 層疊的Si化薄膜和Ti化薄膜構(gòu)成。
[0017] 進一步地，所述第一 N電極和所述第二N電極與所述N型氮化嫁層接觸的部分是金 屬層CrAl或金屬層CrAg;所述第一 N電極和所述第二N電極與所述反射層接觸的部分是金屬 Cr、Ti、Ni或A1。
[0018] 進一步地，所述第一 N電極和所述第二N電極上分別具有一個引線部分，所述反射 層中在對應于所述第一 N電極和所述第二N電極的所述引線部分的位置處具有兩個第一引 線孔，所述兩個第一引線孔分別用于與所述第一、第二N電極的所述引線部分相接觸;所述 反射層中還具有第二引線孔，用于與所述反射導電層相接觸。
[0019] 進一步地，各個所述第一引線孔中W及所述第二引線孔中容納有導電材料。
[0020] 進一步地，所述反射層上具有第一焊盤和第二焊盤，所述第二焊盤通過所述第二 引線孔中的所述導電材料與所述反射導電層電連接，所述第一焊盤分別通過所述兩個第一 引線孔中的所述導電材料與所述第一 N電極和所述第二N電極的所述引線部分電連接。
[0021] 本發(fā)明還提供了一種倒裝Lm)忍片的制造方法，用于制造所述倒裝Lm)忍片，其特 征在于，包括：
[0022] 步驟一，在所述藍寶石襯底上依次沉積N型氮化嫁層、多量子阱結(jié)構(gòu)層和P型氮化 嫁層，光刻、刻蝕所述N型氮化嫁層、所述多量子阱結(jié)構(gòu)層和所述P型氮化嫁層，形成縱截面 成凸字形的所述外延結(jié)構(gòu)；
[0023] 步驟二，在所述P型氮化嫁層的上表面形成所述反射導電層;并繼而在350°C至600 °C、真空或氮氣氛圍下合金化；
[0024] 步驟=，在所述第一部分和所述第二部分上形成所述第一、第二N電極；
[0025] 步驟四，在經(jīng)過所述步驟=獲得的所述倒裝Lm)忍片的結(jié)構(gòu)上形成所述反射層;并 繼而在所述反射層上形成所述第一、第二引線孔；
[0026] 步驟五，在所述第一、第二引線孔中填充所述導電材料，在所述反射層上形成分別 與所述第一、第二引線孔中的所述導電材料電連接的第一、第二焊盤。
[0027] 在本發(fā)明的較佳實施方式中，提供了一種倒裝Lm)忍片，其是鏡面對稱的結(jié)構(gòu)，從 其中的藍寶石襯底的上表面向上，依次分布著N型氮化嫁層、多量子阱結(jié)構(gòu)層和P型氮化嫁 層，運=層的橫截面為長方形，它們構(gòu)成縱截面成凸字形的外延結(jié)構(gòu)。P型氮化嫁層的上表 面具有反射導電層，作為用于給P型氮化嫁層加電的P電極，其為金屬層NiAgNi，其中的第一 金屬層Ni的厚度為3~30 A ;N型氮化嫁層的上表面暴露在多量子阱結(jié)構(gòu)層之外的第一部 分和第二部分分別形成外延結(jié)構(gòu)的兩個肩部。第一、第二N電極分別分布在第一、第二部分 上，它們與倒裝Lm)忍片的對稱面平行，從N型氮化嫁層的上表面的一個側(cè)邊處延伸到另一 個側(cè)邊處。本發(fā)明并提供了上述倒裝L邸忍片的制作方法。
[0028] 本發(fā)明的氮化嫁基倒裝Lm)忍片通過設(shè)計鏡面對稱的結(jié)構(gòu)，在P型氮化嫁層的上表 面布置了第一金屬層Ni的厚度為3~30 A的金屬層NiAgNi,作為反射導電層，也用作P電極。 運一薄層的第一金屬層Ni能夠使起反射作用的金屬層Ag與P型氮化嫁層粘附良好，并有助 于實現(xiàn)低阻歐姆接觸;而第二金屬層Ni能夠在對反射導電層合金化的過程中防止其中的Ag 因為起球?qū)е碌姆瓷渎氏陆?，并能實現(xiàn)與反射層良好粘附。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中使用 的反射導電層具有結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠的優(yōu)勢。另外，本發(fā)明對稱地在N型氮化嫁層的上表 面布置兩個N電極，由此能夠通過兩個N電極的位置來保證忍片的電流分布均勻;采用絕緣 的分布式布拉格反射鏡作為反射層，覆蓋反