[发明专利]一种硅基倒装LED芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及芯片制作技术领域，具体公开了一种硅基倒装LED芯片，其中，所述硅基倒装LED芯片包括：硅基衬底、发光外延层、共晶键合层和电极，所述电极通过所述共晶键合层与所述硅基衬底连接，所述发光外延层设置在所述电极背离所述共晶键合层的一侧，所述硅基衬底上设置有硅通孔，所述硅通孔内填充有通孔金属，所述通孔金属与所述共晶键合层连接，所述硅基衬底与所述共晶键合层之间设置第一石墨烯层，所述发光外延层能够发出光线。本发明还公开了一种硅基倒装LED芯片的制作方法。本发明提供的硅基倒装LED芯片能够有效增强芯片的散热性能。

技术领域

本发明涉及芯片制作技术领域，尤其涉及一种硅基倒装LED芯片及硅基倒装芯片的制作方法。

背景技术

LED具有发光效率高、成本低、寿命长、体积小、低功耗、无汞环保等优点，取代传统照明光源已成发展趋势。大功率LED器件目前是LED器件发展和研究的方向。散热是大功率LED器件亟待解决的关键问题之一。

鉴于目前的技术，LED的电光转换效率只有30%左右，70%左右的电能仍然是以热的方式存在于芯片上，高功率密度在很小的芯片内部产生大量的热量，导致结温升高，因此增强了电子与空穴的非辐射性复合，使发光效率降低以及封装材料退化。发光效率与工作温度成反比，温度每升高10℃，就会导致光衰5%~8%。同时在长时间使用过程中，因为散热不好而导致的高温，会影响到硅胶的性能和透过率，从而造成较大的光输出功率衰减。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种硅基倒装LED芯片及硅基倒装芯片的制作方法，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种硅基倒装LED芯片，其中，所述硅基倒装LED芯片包括：硅基衬底、发光外延层、共晶键合层和电极，所述电极通过所述共晶键合层与所述硅基衬底连接，所述发光外延层设置在所述电极背离所述共晶键合层的一侧，所述硅基衬底上设置有硅通孔，所述硅通孔内填充有通孔金属，所述通孔金属与所述共晶键合层连接，所述硅基衬底与所述共晶键合层之间设置第一石墨烯层，所述发光外延层能够发出光线。

优选地，所述硅通孔的侧壁上设置所述第一石墨烯层。

优选地，所述电极与所述发光外延层之间设置第一绝缘层，所述第一石墨烯层与所述共晶键合层之间设置第二绝缘层。

优选地，所述发光外延层与所述第一绝缘层之间设置反射层。

优选地，所述反射层与所述第一绝缘层之间设置第二石墨烯层。

优选地，所述发光外延层包括依次设置在所述电极背离所述共晶键合层的一侧的P-GaN层、量子阱、N-GaN层和U-GaN层，所述U-GaN层设置在外表面。

优选地，所述电极包括N焊盘电极和P焊盘电极，所述N焊盘电极背离所述共晶键合层的一侧贯穿所述第一绝缘层、第二石墨烯层、反射层、N-GaN层和U-GaN层后与所述量子阱层连接，所述P焊盘电极背离所述共晶键合层的一侧贯穿所述第一绝缘层和第二石墨烯层与所述反射层连接。

作为本发明的第二个方面，提供一种硅基倒装LED芯片的制作方法，其中，所述硅基倒装LED芯片的制作方法包括：

提供蓝宝石衬底，并在所述蓝宝石衬底上生长发光外延层；

在所述发光外延层背离所述蓝宝石衬底的一侧沉积第一绝缘层；

在所述第一绝缘层背离所述发光外延层的一侧制作电极，形成晶圆；

提供硅基衬底，并在所述硅基衬底上制作硅通孔；

在所述硅基衬底的表面及所述硅通孔的内壁均包覆石墨烯以形成第一石墨烯层；

在所述第一石墨烯层背离所述硅基衬底的表面沉积第二绝缘层；