[发明专利]一种高压驱动倒装LED薄膜芯片的制造方法及其结构

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体是涉及一种高压驱动倒装LED薄膜芯片的制造方法及其结构。

背景技术

作为新型的固态照明光源，LED具有节能、环保、寿命长、体积小等优点，成为研究的热点。随着LED出光效率的提高，LED已经开始取代白炽灯和荧光灯等传统的照明光源，但是由于照明供电电压为220 V，而普通的LED照明芯片的工作电压为3-4 V，降压损耗较大，因此高压LED应运而生。

最早的高压LED是把很多小功率LED串联在基板上，构成大功率的高压LED单元。现有的高压LED一般是在制备LED器件的过程中，同一衬底上制造出多颗相互隔离的小功率LED，然后通过互联工艺串联起来实现高压工作，这大大减小了LED的面积，但是这也使得散热设计成为一个大的难题。

目前大部分的高压LED都是正装产品，LED的封装过程中，一般是把蓝宝石衬底面直接固定在散热板上，导致散热效果不佳，影响产品性能和寿命。倒装结构是提高散热的重要方法之一。高压LED的倒装产品主要分为两种：一种是通过基板上的电路串联实现的高压驱动倒装结构，一种是在芯片上已经完成子单元串联，再倒装到基板上的结构。

申请号为201210564002.4的中国专利申请，所使用的方法为第一种，在LED芯片的各个子单元上制备p面欧姆接触和n面欧姆接触，再与形成有电路的基板倒装焊，形成倒装器件。在基板上设置电路一方面会导致基板与LED芯片的接触面积减小，影响散热；另一方面由于LED子单元的尺寸较小，所以对基板设置电路需要有很高的要求，产品的良率低。

申请号为201110406583.4的中国专利申请采用第二种方法，在芯片上设置电路连接层将各个LED子单元串联在一起，再倒装到导热基底上，得到高压驱动的倒装LED芯片。但是此LED的出光面为生长衬底，生长衬底的厚度较大，光的提取受到了很大的限制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种更有利于光提取的高压驱动倒装LED薄膜芯片的制造方法及其结构。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的高压驱动倒装LED薄膜芯片的制造方法，其特点是包括如下步骤：

a、在一生长衬底的一表面上生长一外延层，该外延层包括依次生长的n型氮化镓、量子阱和p型氮化镓；

b、通过光刻和干法刻蚀去除部分区域的p型氮化镓、量子阱和部分的n型氮化镓，露出n型氮化镓；

c、光刻去除所述露出n型氮化镓的部分区域至生长衬底，形成沟槽，通过沟槽将外延层分成多个芯片结构，同时将每个芯片结构分成多个独立的子单元；

d、在各个子单元的p型氮化镓的表面分别制备一层p面欧姆接触层，该p面欧姆接触层也是反射镜层；

e、在各p面欧姆接触层的表面分别制备一层能够将p面欧姆接触层包覆在其内部的金属阻挡层；

f、在各金属阻挡层的表面及步骤c中形成的沟槽内制备一层相互连贯的绝缘层，并在沟槽内填充绝缘材料，并通过光刻去除部分区域的绝缘材料和绝缘层；

g、在去除了绝缘材料和绝缘层的区域生长一层导电材料，该导电材料和n型氮化镓能够形成欧姆接触，并通过光刻工艺实现相邻子单元的n型氮化镓和p型氮化镓之间的导电连接，形成电路连接层；

h、在电路连接层和绝缘层的表面上生长另一层绝缘材料层覆盖整个表面；

i、在绝缘材料层上生长一层金属材料层，将二次衬底粘合到金属材料层上；

j、去除生长衬底，粗化n型氮化镓；

k、制备p焊盘和n焊盘；

l、将芯片结构分割开来，完成高压驱动倒装LED薄膜芯片的制造。

其中，上述步骤f中绝缘层为氮化硅绝缘层，填充的绝缘材料为氧化硅或氮化硅或氮氧化硅或氮化铝或涂布玻璃或聚酰亚胺。

上述步骤h中绝缘材料层为氧化硅层或氮化硅层或氮氧化硅层或氮化铝层，优选热导性好的氮化硅层或氮氧化硅层或氮化铝层。

上述步骤i中的粘合方法为键合或电镀或导电胶粘合。

上述步骤i中二次衬底采用热导性好的硅或铜或碳化硅或陶瓷制成。

上述步骤j中去除生长衬底的方法为激光剥离法或湿法腐蚀法或研磨法或抛光法或ICP/RIE干法刻蚀法的任一种方法或几种方法的组合。

上述步骤j中粗化n型氮化镓的方法为光辅助电化学腐蚀法或湿法腐蚀法或ICP/RIE干法粗化法的任一种方法或几种方法的组合。

上述步骤k中制备p焊盘和n焊盘的步骤包括光刻制备p、n焊盘区域、腐蚀绝缘层和生长焊盘金属。