[发明专利]一种全无机封装的倒装UV-LED器件及制作方法

权利要求书

1.一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，所述方法包括步骤如下：

制备UV-LED外延片：使用MOCVD生长UV-LED外延片，采用电感耦合等离子体刻蚀机台刻蚀所述UV-LED外延片，形成MESA切割道并暴露N-GaN层；

UV-LED外延片减薄及划裂：研磨减薄所述UV-LED外延片后，将其置于蓝膜表面，并使用激光隐形切割所述MESA切割道，然后裂片、扩膜得到单颗UV-LED外延片排列而成的UV-LED外延片阵列；

制备表面具有凹槽阵列的石英玻璃，所述凹槽的尺寸与减薄及划裂后的所述UV-LED外延片尺寸一致；

装配与熔接：第一次加热所述石英玻璃，并将所述UV-LED外延片置于所述石英玻璃表面的凹槽内，冷却至室温后，第二次加热，并对所述石英玻璃和所述UV-LED外延片施加压力，缓慢退火后得到内嵌有UV-LED外延片阵列的石英玻璃；

制备倒装UV-LED芯片阵列：在所述内嵌在石英玻璃凹槽内的UV-LED外延片阵列上制作ITO层、第一反射层和P、N电极，得到内嵌有倒装UV-LED芯片阵列的石英玻璃；

制作基板：使用陶瓷材料制作基板，在所述基板上制作与所述倒装UV-LED芯片阵列电性连接的焊盘阵列；

固晶：在所述内嵌有倒装UV-LED芯片阵列的石英玻璃表面围绕所述倒装UV-LED芯片电极依次制作第二反射层和第一共晶层，在所述基板焊盘周围与所述第一共晶层对应处制作第二共晶层，将所述倒装UV-LED芯片电极与基板焊盘对齐、第一共晶层与所述第二共晶层对齐进行热压共晶，冷却后得到全无机封装的倒装UV-LED器件阵列；

切割：切割所述全无机封装的倒装UV-LED器件阵列，得到单颗全无机封装的倒装UV-LED器件。

2.根据权利要求1所述的一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，所述制备表面具有凹槽阵列的石英玻璃，具体工艺如下：沉积厚度为2mm～3mm的石英玻璃片，采用ICP刻蚀所述石英玻璃片，形成与所述UV-LED外延片尺寸一致的凹槽，研磨、抛光所述凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，所述研磨是使用平面精密抛光机、沥青抛光模和氧化铈抛光粉进行，研磨时间不低于2min。

4.根据权利要求2所述的一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，所述抛光包括粗抛和精抛。

5.根据权利要求1所述的一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，所述制备表面具有凹槽阵列的石英玻璃，具体工艺如下：采用阵列凸起的模具，所述凸起的尺寸与所述UV-LED外延片尺寸一致，浇注熔融的石英，冷却得到一体成型的表面具有凹槽阵列的石英玻璃。

6.根据权利要求1所述的一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，所述的第一次加热温度为280~320℃，所述第二次加热温度不低于1300℃。

7.根据权利要求1所述的一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，制备倒装UV-LED芯片阵列具体步骤如下：

在所述内嵌有UV-LED外延片阵列的石英玻璃表面蒸镀或溅射ITO层，在所述ITO层表面旋涂光刻胶，并将图形化掩膜板覆盖于所述光刻胶上，曝光、显影、刻蚀，露出N-GaN区；

蒸镀第一反射层；

蒸镀SiO₂保护层，刻蚀所述SiO₂保护层，蒸镀P、N电极。

8.根据权利要求7所述的一种制备全无机封装的倒装UV-LED器件的方法，其特征在于，所述ITO层厚度为1μm~3μm，所述第一反射层厚度为0.3μm~0.5μm，所述P、N电极厚度为3μm~5μm。

9.一种全无机封装的倒装UV-LED器件，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述方法制备，包括石英玻璃、基板和内嵌于所述石英玻璃内的倒装UV-LED芯片，所述倒装UV-LED芯片与所述基板电性连接，所述石英玻璃与所述基板之间通过共晶层固定连接。