[发明专利]一种并联结构的集成LED芯片及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管制备技术，属于半导体材料的封装技术领域。

背景技术

目前对于多芯片的LED集成封装，因其固有属性，有其固有的缺陷，例如对于带封装的一个个独立的LED芯片，要进行电性能的挑选，正向电压差别不应超过0.1V，而反向的电压则必须在10V以上；并且在制作时要特别注意防静电，一旦个别芯片出现静电问题，很有可能导致大面积失效。在接下来的固晶时，所有的LED芯片在纵向位置上需保持同样的高度，在铝基板上面挖槽的时候，槽的大小和深度，要根据芯片的多少和出光角度的大小来确定等等，封装要求较高。所有的这些缺陷，使得下游客户在封装时，为了保持芯片均匀一致，以及成品的稳定性，往往会付出极大的努力。这就提高了封装难度，保持封装后芯片的稳定性也比较困难。

发明内容

针对现有技术上的缺陷，本发明目的是提出一种方便下游客户在封装的并联结构的集成LED芯片。

本发明技术方案是：在同一蓝宝石透明衬底上通过粘合层粘合有若干网格状排列的芯粒，同一行的各个芯粒的P极相互电连接，并在各行芯粒的一端设置P焊线连接位点，同一列的各个芯粒的N极相互电连接，并在各列芯粒的一端设置N焊线连接位点。

本发明采用金属互联的方式，使分开的芯粒可以互相导通。P面金属连接，同时起到P面电极作用，使每一行的芯粒横向连接。N面电极使用金属连接起来，使每一列的芯粒纵向连接。那么用户可以不需要每个芯粒都焊接电极，只在特定区域电极上面焊接，就能达到控制芯粒发光与否的一种芯片。使用时，如需要使集成LED芯片中的某一芯粒发光，只需要让电流通过该芯粒所在的行和列上的P与N电极，就可以让该芯粒发光。

本发明在芯片端即实现多芯粒的连接，使得下游客户在封装时，只需在特定电极上面打线即可。并且芯片均匀一致，可避免封装时出现上述的问题，极大地降低了封装难度，提高封装后芯片的稳定性。

本发明另一目的是提出以上并联结构的集成LED芯片的生产工艺。

其技术方案包括以下步骤：

1）在外延片P型面上制备至少两行P面金属连接电极：

在临时衬底GaAs上制作形成外延片；

在外延片的P型面上沉积SiO₂层，再在SiO₂层上腐蚀出通孔；采用电子束蒸镀方法，在SiO₂层及其通孔中填充入图形为至少两行的金属层，以使金属布满整个外延片P型面层外表面，形成欧姆连接层和反射层；然后采用化学蚀刻的办法，制作出至少两行P面金属连接电极；

在P面金属连接电极的外延层表面涂覆苯并环丁烯。

2）在表面洁净的蓝宝石衬底表面涂覆苯并环丁烯。

3）将涂覆苯并环丁烯的外延片与蓝宝石衬底键合在一起。

4）将外延片一侧的临时衬底GaAs去除；从而把外延层转移到绝缘的蓝宝石衬底上。

5）利用电感耦合等离子蚀刻技术，在位于蓝宝石衬底上的各行的外延片上分别制出隔离槽，使仅在同一行的各个芯粒的P面相互金属连接，且在同一行的各个芯粒的N面彼此隔离。

6）在外延片上面，采用旋涂方法涂覆聚酰亚胺层，然后在聚酰亚胺层上面涂覆光刻胶，再将半制品曝光、显影、冲水后，用KOH水溶液对聚酰亚胺层进行腐蚀，使得聚酰亚胺只存在位于每行芯粒的之间的隔离槽内并且填满隔离槽；再将涂覆聚酰亚胺层的外延片经120℃～230℃固化后降温；使得聚酰亚胺稳定的存在于隔离槽中；通过聚酰亚胺使每一个单独芯粒得到固定的同时，也实现了绝缘。

7）采用负性光刻胶制作出N面电极图形，采用电子束蒸镀方法填充入金属层；然后制作出N面金属连接电极。N面电极使用金属连接起来，使每一列的芯粒纵向连接；从而实现每个芯粒之间的并联。

本发明在步骤1）中，利用高反射率的金属反射光线，利用BCB键合技术进行粘合，由于反射层金属本身是带有图形的，所以保证在同一行的芯粒被集成在一起，而相邻行的芯粒可以实现P面隔离。

通过步骤3）将外延片倒装粘合在的蓝宝石基板上，再在步骤4）中用化学腐蚀的方式剥离移除吸光的GaAs衬底，并且在外延片和蓝宝石基板中间镀上有图形的、导电、导热性能良好且具有高反射率的多层金属组。

通过步骤5）蚀刻出切割道，实现在同一行的相邻的芯粒之间的N面相互隔离。

通过步骤7）使在不同行，但在同一列的各芯料之间的N极相互并联。