[发明专利]一种大功率倒装LED芯片的制作方法

摘要

本发明提供一种大功率倒装LED芯片的制作方法，包括如下步骤制作外延层‑制作N电极引出孔‑制作反射层–制作第一绝缘层‑制作电极‑制作第一键合窗口‑制作通孔‑制作第二绝缘层‑制作第二键合窗口‑制作通孔金属层‑键合‑剥离‑切割裂片；本发明制作方法采用共晶键合结构和带有通孔结构Si基衬底，改善了芯片的散热问题，进而降低了LED芯片的热阻，使得LED芯片的光功率是传统倒装结构LED芯片的两倍。

主权项

一种大功率倒装LED芯片的制作方法，其特征是，包括如下步骤：步骤一. 制作外延层：利用MOCVD设备在蓝宝石衬底（11）上依次生长U‑GaN层（1）、N‑GaN层（2），量子阱（3）和P‑GaN层（5），完成GaN基LED外延层的制作；步骤二：制作N电极引出孔：利用正性光刻掩膜技术，制作图形化掩膜层，在图形化掩膜层的遮挡下，通过ICP刻蚀技术，在外延层表面制作N电极引出孔，使N电极引出孔内的N‑GaN裸露出来，并去除掩膜层；步骤三：制作反射层：利用负性光刻掩膜技术，制作图形化掩膜层，在图形化掩膜层的遮挡下，通过磁控溅射技术在P‑GaN层（5）表面制作反射层（7），并去除掩膜层；步骤四：制作第一绝缘层（4）：利用PECVD技术，在反射层（7）及N电极引出孔内沉积SiO2，再利用正性光刻掩膜技术，制作图形化掩膜层，在图形化掩膜层的遮挡下，采用BOE溶液进行湿法腐蚀SiO2，使N电极引出孔底部的N‑GaN及部分反射层（7）裸露出来，形成第一绝缘层（4）；步骤五：制作电极：在第一绝缘层（4）表面制作图形化掩膜层，再通过电子束蒸发技术，在图形化掩膜层及第一绝缘层（4）表面蒸镀第一金属层，在N电极引出孔内形成N焊盘电极（6），在裸露部分的反射层（7）上形成P焊盘电极（9）；步骤六. 制作第一键合窗口（81）：将第一绝缘层（4）表面的图形化掩膜层、第一金属层剥离，在第一绝缘层（4）上形成第一键合窗口（81）；步骤七. 制作通孔：选取一Si基衬底（10），利用正性光刻掩膜技术，制作图形化掩膜层，在图形化掩膜层的遮挡下，通过ICP刻蚀技术，对Si基衬底（10）进行刻蚀，形成贯穿Si基衬底（10）的通孔；步骤八. 制作第二绝缘层：利用PECVD技术，在Si基衬底（10）表面及通孔表面沉积SiO2，形成第二绝缘层（13）；步骤九. 制作第二键合窗口（82）：在Si基衬底（10）的上表面制作图形化掩膜层，再通过电子束蒸发，在Si基衬底（10）的上表面及图形化掩膜层表面蒸镀第二金属层，再将图形化掩膜层与上面的第二金属层剥离，在第二绝缘层（13）上形成第二键合窗口（82）；步骤十. 制作通孔金属层：通过电镀技术，在Si基衬底（10）的下表面及通孔内电镀第三金属层，并对第三金属层进行刻蚀图形化，在通孔内形成通孔金属层（12）；步骤十一：键合：利用晶圆键合机，通过金属共晶键合技术，将第一金属层与第二金属进行共晶键合，并使第一键合窗口（81）对准第二键合窗口（82），形成键合腔体（8），完成了倒装LED芯片转移到Si基衬底（10）；步骤十二：剥离：利用激光剥离技术，将蓝宝石衬底（11）从GaN基LED外延层上剥离下来，得到倒装LED薄膜；步骤十三：切割裂片：利用砂轮刀对倒装LED薄膜进行切割，并利用裂片技术将LED芯片分离，完成倒装LED芯片的制作。