一种LED倒装芯片及其制造方法技术

一种LED倒装芯片及其制造方法，通过激光划片、化学侧壁腐蚀方式和背裂的方式制备侧壁为倒梯形状的LED倒装结构，将传统制程中钝化层上层的SiO2保护层替换为DBR反射结构/折射结构，并将反射结构/折射结构覆盖到芯片侧壁，可以获得更好的出光效果，且制程简单，有效降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种LED倒装芯片及其制造方法
本专利技术涉及一种LED倒装芯片及其制造方法。
技术介绍
目前的LED芯片既有采用正装芯片结构，也有采用倒装芯片结构，倒装芯片相比正装芯片本身具有出光效果好，易于封装的优点。公开号为CN102569544A的专利公开了一种制作独立发光二极管的方法，通过激光划片及化学方法分离芯片，单纯减少光损失，并不会对侧面反射提供帮助。公开号为CN103311392A的专利公开了一种隐形切割LED芯片及其制作方法，通过ICP或激光+化学方法形成沟壑后，再利用隐切进行裂片分离的方式，形成一定角度的倾斜角，使得侧壁光亮，增加出光率，该专利只是针对分离芯粒采用多重工序，减少外延层损伤，且形成为倒梯形，并不适用于倒装芯片。公开号为CN105489721A的专利公开了一种含有反射层的LED倒装芯片，提供了一种外围包覆折射层/反射层结构，在正常倒装结构基础上，在芯片间距位置增加包覆性的折射层/反射层，从而提高出光比例，该专利因在引线电极后增加反射/折射层，制作成本较高，且制程繁琐。
技术实现思路
本专利技术提供一种LED倒装芯片及其制造方法，可以获得更好的出光效果，且制程简单，有效降低了成本。为了达到上述目的，本专利技术提供一种LED倒装芯片制造方法，包含以下步骤：步骤S1、制备外延层；步骤S2、采用激光划片和化学侧壁腐蚀方式形成沟壑凹槽侧壁结构；步骤S3、在相邻的沟壑凹槽侧壁结构之间刻蚀形成N区沟槽结构，N区沟槽结构作为N区，N区沟槽结构两侧的外延层作为P区；步骤S4、在P区外延层上生成ITO导电层；步骤S5、在P区ITO导电层上生成反射层；步骤S6、在P区反射层上生成钝化层，在N区沟槽结构底部生成钝化层；步骤S7、生成覆盖钝化层、沟壑凹槽和N区沟槽的反射结构/折射结构；步骤S8、在P区反射结构/折射结构上形成P电极，在N区反射结构/折射结构上形成N电极；步骤S9、采用背裂方式从沟壑凹槽侧壁结构处将晶圆分离，形成梯形倒装芯片结构。所述的步骤S1中，制备外延层的方法具体包含以下步骤：步骤S1.1、在蓝宝石衬底上生长N-GaN层；步骤S1.2、在N-GaN层上生长多量子阱层；步骤S1.3、在多量子阱层上生长P-GaN层。所述的步骤S2中，形成沟壑凹槽侧壁结构的方法具体包含以下步骤：步骤S2.1、在外延层上生长SiO2层；步骤S2.2、在SiO2层上进行激光划片，形成多个浅凹槽，浅凹槽的深度到达外延层；步骤S2.3、采用湿法侧壁腐蚀方法对浅凹槽进行蚀刻，形成沟壑凹槽；步骤S2.4、去除SiO2层。所述的步骤S7中，若反射结构/折射结构采用反射结构，则反射结构采用Al/Ag的高反射率金属层，若反射结构/折射结构采用折射结构，则折射结构采用AL2O3和Ti3O5交替的布拉格结构。所述的步骤S8中，形成P电极和N电极的方法具体包含以下步骤：步骤S8.1、刻蚀形成P电极孔和N电极孔；对P区的反射结构/折射结构进行刻蚀，形成P电极孔；对N区的反射结构/折射结构和钝化层进行刻蚀，形成N电极孔；步骤S8.2、在P区反射结构/折射结构上和P电极孔内沉积形成P电极，在N区反射结构/折射结构上和N电极孔内沉积形成N电极。所述的步骤S9中，芯片分离的方法具体包含以下步骤：步骤S9.1、对蓝宝石衬底进行减薄；步骤S9.2、采用激光在晶圆背面与沟壑凹槽侧壁结构对应的位置进行背裂，将晶圆裂开形成梯形倒装芯片结构。本专利技术还提供一种LED倒装芯片，包含：外延层；倾斜侧壁结构，其位于外延层两侧；N区沟槽结构，其位于外延层中，N区沟槽结构作为N区，N区沟槽结构两侧的外延层作为P区；ITO导电层，其位于P区外延层上；反射层，其覆盖P区ITO导电层的表面；第一钝化层，其覆盖P区反射层的表面；第二钝化层，其位于N区沟槽结构底部，第二钝化层中具有N电极孔；反射结构/折射结构，其覆盖N区沟槽结构的侧壁和倾斜侧壁结构，且位于第一钝化层和第二钝化层的顶部，位于第一钝化层顶部的反射结构/折射结构中具有P电极孔，位于第二钝化层顶部的反射结构/折射结构中具有N电极孔；P电极，其位于P电极孔内并覆盖P区反射结构/折射结构顶部；N电极，其位于N电极孔内并覆盖N区反射结构/折射结构顶部。所述的外延层包含：蓝宝石衬底；N-GaN层，其位于蓝宝石衬底上；多量子阱层，其位于N-GaN层上；P-GaN层，其位于多量子阱层上。若反射结构/折射结构采用反射结构，则反射结构采用Al/Ag的高反射率金属层，若反射结构/折射结构采用折射结构，则折射结构采用AL2O3和Ti3O5交替的布拉格结构。本专利技术通过激光划片、化学侧壁腐蚀方式和背裂的方式制备侧壁为倒梯形状的LED倒装结构，将传统制程中钝化层上层的SiO2保护层替换为DBR反射结构/折射结构，并将反射结构/折射结构覆盖到芯片侧壁，可以获得更好的出光效果，且制程简单，有效降低了成本。附图说明图1是本专利技术提供的一种LED倒装芯片及其制造方法图2是外延层的制备示意图。图3～图6是沟壑凹槽侧壁结构的制备示意图。图7是N区沟槽结构的制备示意图。图8是ITO导电层、反射层、钝化层、反射结构/折射结构和电极的制备示意图。图9是背裂芯片的示意图。图10是本专利技术提供的一种LED倒装芯片的结构示意图。具体实施方式以下根据图1～图10，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示，本专利技术提供一种LED倒装芯片制造方法，包含以下步骤：步骤S1、制备外延层；步骤S2、采用激光划片和化学侧壁腐蚀方式形成沟壑凹槽侧壁结构；步骤S3、在相邻的沟壑凹槽侧壁结构之间刻蚀形成N区沟槽结构，N区沟槽结构作为N区，N区沟槽结构两侧的外延层作为P区；步骤S4、在P区外延层上生成ITO导电层；步骤S5、在P区ITO导电层上生成反射层（Ref）；步骤S6、在P区反射层上生成钝化层，在N区沟槽结构底部生成钝化层；步骤S7、生成覆盖钝化层、沟壑凹槽和N区沟槽的反射结构/折射结构（DBR）；步骤S8、在P区反射结构/折射结构上形成P电极，在N区反射结构/折射结构上形成N电极；步骤S9、采用背裂方式从沟壑凹槽侧壁结构处将晶圆分离，形成梯形倒装芯片结构。如图2所示，所述的步骤S1中，制备外延层的方法具体包含以下步骤：步骤S1.1、在蓝宝石衬底上生长N-GaN层；本实施例中，N-GaN层的厚度约为6um；步骤S1.2、在N-GaN层上生长多量子阱（MQW）层；本实施例中，多量子阱层的厚度约为1000Å；步骤S1.3、在多量子阱层上生长P-GaN层；本实施例中，P-GaN层的厚度约为2000Å。如图3～图6所示，所述的步骤S2中，形成沟壑凹槽侧壁结构的方法具体包含以下步骤：步骤S2.1、在P-GaN层上生长SiO2层（如图3所示）；本实施例中，采用气相沉积方式生长SiO2层，SiO2层的厚度约为600Å；步骤S2.2、在SiO2层上进行激光划片，形成多个浅凹槽（如图4所示）；浅凹槽的深度到达外延层，本实施例中，浅凹槽的深度约为3200Å；步骤S2.3、采用湿法侧壁腐蚀方法对浅凹槽进行蚀刻，形成沟壑凹槽（如图5所示）；本实施例中，沟壑凹槽的深度约为5um，沟壑凹槽侧壁的角度大于30°，且小于90°；所述的湿法侧壁腐蚀采用H2SO4和H3PO4混酸，温度控制在150℃-180℃，每分钟晃动10次左右本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED倒装芯片制造方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、制备外延层；步骤S2、采用激光划片和化学侧壁腐蚀方式形成沟壑凹槽侧壁结构；步骤S3、在相邻的沟壑凹槽侧壁结构之间刻蚀形成N区沟槽结构，N区沟槽结构作为N区，N区沟槽结构两侧的外延层作为P区；步骤S4、在P区外延层上生成ITO导电层；步骤S5、在P区ITO导电层上生成反射层；步骤S6、在P区反射层上生成钝化层，在N区沟槽结构底部生成钝化层；步骤S7、生成覆盖钝化层、沟壑凹槽和N区沟槽的反射结构/折射结构；步骤S8、在P区反射结构/折射结构上形成P电极，在N区反射结构/折射结构上形成N电极；步骤S9、采用背裂方式从沟壑凹槽侧壁结构处将晶圆分离，形成梯形倒装芯片结构。

【技术特征摘要】
1.一种LED倒装芯片制造方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、制备外延层；步骤S2、采用激光划片和化学侧壁腐蚀方式形成沟壑凹槽侧壁结构；步骤S3、在相邻的沟壑凹槽侧壁结构之间刻蚀形成N区沟槽结构，N区沟槽结构作为N区，N区沟槽结构两侧的外延层作为P区；步骤S4、在P区外延层上生成ITO导电层；步骤S5、在P区ITO导电层上生成反射层；步骤S6、在P区反射层上生成钝化层，在N区沟槽结构底部生成钝化层；步骤S7、生成覆盖钝化层、沟壑凹槽和N区沟槽的反射结构/折射结构；步骤S8、在P区反射结构/折射结构上形成P电极，在N区反射结构/折射结构上形成N电极；步骤S9、采用背裂方式从沟壑凹槽侧壁结构处将晶圆分离，形成梯形倒装芯片结构。2.如权利要求1所述的LED倒装芯片制造方法，其特征在于，所述的步骤S1中，制备外延层的方法具体包含以下步骤：步骤S1.1、在蓝宝石衬底上生长N-GaN层；步骤S1.2、在N-GaN层上生长多量子阱层；步骤S1.3、在多量子阱层上生长P-GaN层。3.如权利要求1所述的LED倒装芯片制造方法，其特征在于，所述的步骤S2中，形成沟壑凹槽侧壁结构的方法具体包含以下步骤：步骤S2.1、在外延层上生长SiO2层；步骤S2.2、在SiO2层上进行激光划片，形成多个浅凹槽，浅凹槽的深度到达外延层；步骤S2.3、采用湿法侧壁腐蚀方法对浅凹槽进行蚀刻，形成沟壑凹槽；步骤S2.4、去除SiO2层。4.如权利要求1所述的LED倒装芯片制造方法，其特征在于，所述的步骤S7中，若反射结构/折射结构采用反射结构，则反射结构采用Al/Ag的高反射率金属层，若反射结构/折射结构采用折射结构，则折射结构采用AL2O3和Ti3O5交替的布拉格结构。5.如权利要求1所述的LED倒装芯片制造方法，其特征在于，所述的步骤S8中，形成P电极和N电极的方法具体包含以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：马后永，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31