本发明专利技术涉及LED技术领域，具体涉及一种热电分离的AlGaInP LED芯片及制作方法，该制作方法包括以下步骤：在GaAs基板上生长外延片；在外延片上沉积介质层并制作出接触孔；沉积第一键合层金属；制作高导热绝缘层金属基板；在高导热绝缘层金属基板上沉积第二键合层金属；圆晶键合并去除GaAs基板；进行芯片前段工艺和后段工艺，完成AlGaInP LED芯片制作。本发明专利技术通过在金属基板上，添加绝缘层，并且在绝缘层中添加导热材料，形成高导热绝缘层金属基板，实现芯片端热电分离，不仅可以减少封装成本、提升出光效率，还能提高大功率AlGaInP LED的可靠性能，成本低廉，易于加工。易于加工。易于加工。
【技术实现步骤摘要】
一种热电分离的AlGaInP LED芯片及制作方法
[0001]本专利技术涉及LED
，具体涉及一种热电分离的AlGaInP LED芯片及制作方法。
技术介绍
[0002]现有的AlGaInP LED，多为垂直结构芯片，在芯片端无法实现热电分离，特别是在大功率LED应用领域，LED芯片在高功率应用时会产生很大的热量，不能实现热电分离就会导致产生的热量无法及时散出，严重影响LED的出光效率与可靠性。如果在封装端去实现热电分离，又会大幅度的提高封装的复杂性，引起封装成本大幅度上升。这在很大程度上限制AlGaInP LED芯片的应用。
[0003]使用氮化铝（AlN）或者金刚石一类的材料，作为转移衬底，可以实现很好的热电分离。但是氮化铝基板晶体难以获得，需要专用设备，不利于LED器件降低成本。金刚石材料导热性能很好，但是无缺陷的高品质金刚石难以获得，并且由于金刚石材料本身的性质，加工也非常困难。
[0004]因此，开发一种操作简单且能在芯片制作过程中实现热电分离的技术显得很有必要。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种热电分离的AlGaInP LED芯片及制作方法，通过应用金属材料添加导热绝缘层的技术，利用带有绝缘层的金属基板，来实现LED芯片热电分离的目的，提高大功率AlGaInP LED的可靠性能，成本低廉，易于加工。
[0006]本专利技术的第一目的是提供一种热电分离的AlGaInP LED芯片的制作方法，包括以下步骤：在GaAs基板上生长AlGaInP LED的外延结构，形成外延片；在所述外延片上沉积介质层，并利用光刻掩膜做出接触孔图形，使用化学腐蚀方法制作出接触孔；在做好接触孔的外延片上，沉积第一键合层金属；将旋涂胶旋涂在金属基板上，并进行固化，形成高导热绝缘层金属基板；在所述高导热绝缘层金属基板上沉积第二键合层金属；利用金属键合技术，将所述外延片与所述高导热绝缘层金属基板键合在一起，并且腐蚀掉原有的GaAs基板；进行芯片前段工艺，制作P接触电极、N接触电极以及钝化层、P焊盘电极和N焊盘电极；进行芯片后段工艺，进行减薄、切割、劈裂、测试等工艺，形成AlGaInP LED芯片。
[0007]金属材料是很好的散热材料，并且易于获得，而且成本很低。但是金属具有导热性能的同时，还具有导电性。因此，本技术方案中通过在金属基板上，添加绝缘层，并且在绝缘
层中添加导热材料，不仅可以实现金属基板的绝缘，还可达到电绝缘的目的。本专利技术应用金属材料添加导热绝缘层的技术，利用带有绝缘层的金属基板，来实现LED芯片热电分离的目的，提高大功率AlGaInP LED的可靠性能，成本低廉，且易于加工。
[0008]进一步的，上述技术方案中，所述介质层的材料为SiO2或MgF2。
[0009]进一步的，上述技术方案中，所述接触孔均匀排列在整个外延片上且彼此不相连。本技术方案中通过在外延片上布置均匀的接触孔，可确保外延片与后续金属之间的电流导通性，保证电流均匀分布。
[0010]进一步的，上述技术方案中，所述第一键合层金属共两层，其中第一层为AuZn合金或AuBe合金，厚度为200nm
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220nm，第二层为Au，厚度为400nm
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500nm。本技术方案中第一键合层金属在形成合金前在其表面沉积一层SiO2作为保护层，其中SiO2与金属层组成全方位反射层，可以很好的将光进行反射，提升出光效果。
[0011]进一步的，上述技术方案中，所述旋涂胶的制备方法为：（1）先将连接剂、有机溶剂加入到搅拌器，在800r/min
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1200r/min速度下，搅拌15min
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25min，使充分均匀接触，然后加入无机导热颗粒总量6%
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7%的量，继续超声搅拌20min
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25min，得到混合液A；（2）将环氧树脂加入到另一搅拌器中，加入偶联剂，在800r/min
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1200r/min速度下，搅拌15min
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25min，得到液体B；（3）将液体A和液体B混合搅拌均匀，添加剩余无机导热颗粒、固化剂、固化剂促进剂，在800r/min
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1000r/min速度下，搅拌20min
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25min，静置2
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3h，脱泡后，即得。本技术方案中，通过在旋涂胶中添加高导热的无机陶瓷粒子材料，然后涂敷在铝或者铜等金属基板上，形成绝缘膜层，形成绝缘导热金属衬底，可实现热电分离，减少封装成本、提升出光效率，提高可靠性。具体地，旋涂胶的配方，按重量份计，包括环氧树脂115份
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125份、无机导热颗粒23份
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24份、固化剂6份
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6.1份、固化剂促进剂0.05份
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0.07份、连接剂1份
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2份、有机溶剂35
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45份、偶联剂1份
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2份。
[0012]进一步的，上述技术方案中，所述环氧树脂为E44、E12、E03中的一种或几种；所述无机导热颗粒为BN、AlN、Al2O3中的一种或几种，其颗粒粒径为500nm
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1000nm；所述固化剂包括低温固化剂和高温固化剂；所述固化剂促进剂为三氟化硼单乙胺或乙酰丙酮铝中的任意一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述连接剂为极性氧化物；所述有机溶剂为混合二元酸酯、丁酮、丙酮、乙醇N,N
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二甲基甲酰胺中的一种或几种。本技术方案中，采用环氧树脂作为粘合剂，可以在比较低的温度下进行固化，固化后耐高温，内聚力大，介电常数小、成本低，并且容易进行改性，可通过添加不同的固化剂或者与其他树脂进行复配，根据实际需求进行优化配比，满足使用场景需求；添加的无机导热颗粒材料为高导热的无机陶瓷粒子材料，可以是BN、AlN、Al2O3、MgO、SiN、SiC等，导热率均满足要求，但是考虑成本、材料稳定性、填充量等因素，优选使用BN或AlN或Al2O3材料。具体地，低温固化剂为咪唑类固化剂，高温固化剂为二氨基二苯砜，两者质量比为0.01:1。
[0013]进一步的，上述技术方案中，所述第二键合层金属共三层，其中第一层为Ti，厚度为30nm
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50nm，第二层为Pt，厚度为50nm
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100nm，第三层为Au，厚度为400nm
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500nm。
[0014]进一步的，上述技术方案中，所述P焊盘电极和N焊盘电极的结构均为Ti100nm/Al30nm，循环3次
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5次，然后Ni100nm，Ti300nm，Pt500nm，Au1500nm。
[0015]本专利技术的第二目的是还提供一种由上述制作方法制作的热电分离的AlGaInP LED芯片。
[0016]进一步的，上述技术方案中，所述AlGaInP LED芯片自下而上依次包括高导热绝缘层金属基板、第二键合层金本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热电分离的AlGaInP LED芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：在GaAs基板上生长AlGaInP LED的外延结构，形成外延片；在所述外延片上沉积介质层，并利用光刻掩膜做出接触孔图形，使用化学腐蚀方法制作出接触孔；在做好接触孔的外延片上，沉积第一键合层金属；将旋涂胶旋涂在金属基板上，并进行固化，形成高导热绝缘层金属基板；在所述高导热绝缘层金属基板上沉积第二键合层金属；利用金属键合技术，将所述外延片与所述高导热绝缘层金属基板键合在一起，并且腐蚀掉原有的GaAs基板；进行芯片前段工艺，制作P接触电极、N接触电极以及钝化层、P焊盘电极和N焊盘电极；进行芯片后段工艺，进行减薄、切割、劈裂、测试等工艺，形成AlGaInP LED芯片。2.根据权利要求1所述的一种热电分离的AlGaInP LED芯片的制作方法，其特征在于，所述介质层的材料为SiO2或MgF2。3.根据权利要求1所述的一种热电分离的AlGaInP LED芯片的制作方法，其特征在于，所述接触孔均匀排列在整个外延片上且彼此不相连。4.根据权利要求1所述的一种热电分离的AlGaInP LED芯片的制作方法，其特征在于，所述第一键合层金属共两层，其中第一层为AuZn合金或AuBe合金，厚度为200nm
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220nm，第二层为Au，厚度为400nm
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500nm。5.根据权利要求1所述的一种热电分离的AlGaInP LED芯片的制作方法，其特征在于，所述旋涂胶的制备方法为：（1）先将连接剂、有机溶剂加入到搅拌器，在800r/min
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1200r/min速度下，搅拌15min
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25min，使充分均匀接触，然后加入无机导热颗粒总量6%
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7%的量，继续超声搅拌20min
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25min，得到混合液A；（2）将环氧树脂加入到另一搅拌器中，加入偶联剂，在800r/min
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1200r/min速度下，搅拌15min
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25min，得到液体B；（3）将液体A和液体B混合搅拌均匀，添加剩余无机导热颗粒、固化剂、固化剂促进剂，在800r/min
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1000r/min速度下，搅拌20min
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25min，静置2
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3h，脱泡后，即得。6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊承，熊露，熊珊，
申请(专利权)人：南昌凯捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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