专利名称：一种垂直结构电极氮化镓发光芯片及其制造方法
技术领域：
本发明属于半导体器件制造领域，特别涉及到一种垂直结构电极氮化镓发光芯片的设计及其制造方法。
背景技术：
半导体发光芯片在显示、照明领域有着广泛的应用，半导体发光芯片将电能转换成光能，有其很多优点属冷光源，能耗低，寿命长，色彩丰富，但目前它的光电效率转换还不高，特别是用在照明领域时，要求更高的光电转换效率，这样就对芯片各个方面的条件提出了更高的要求来满足需要，如需要更大的发光面积，更好的散热条件，成本低， 制造简单等要求，但目前作为合成白光的蓝色发光芯片主要是以氮化镓生长在蓝宝石衬底上而获得的(也有用碳化硅或硅做衬底的)，而蓝宝石是绝缘材料，无法将N、P两个电极制作在芯片的两面形成垂直结构电极，只能将其制作在一侧，造成了发光面积的减少，并且两电极离得很近易造成静电效应，还有蓝宝石衬底导热性差，为了避免温度过高又使其功率不能太大，以上的不足大大的降低了发光芯片的发光效率，并且制造复杂精微，产品优良率得不到提高。为了克服上述的不足之处本发明提供一种发光面积大，导热性能好，成本低， 制作简单，能提高发光效率及产品优良率的垂直结构电极氮化镓发光芯片。
发明内容
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是利用激光微孔技术将蓝宝石衬底按照一定的尺寸要求有规则的打出若干个微孔后，再将微孔内填充有电极材料，使其在每个欲切割的单颗芯片上都有一个透过蓝宝石衬底的导电通道，进而形成一个带有若干个微小导电通道的蓝宝石衬底圆片，再通过低温GaN 层(缓冲层)，N型GaN层，发光层，P型GaN层及P型电极等现有的方法进行外延片的制造， 此时低温GaN层与导电通道做欧母接触形成N型电极，从而将N型电极透过蓝宝石衬底引出，形成P、N型两个电极的垂直结构，最后再将外延好的晶圆按照一定的格式要求切割成单颗芯片，形成一个个垂直结构电极的氮化镓发光芯片。本发明的有益效果是避免了两个电极制作在同一侧时发光面积的减小，同时也大大的提高了防静电能力；尤其是发光芯片倒装时P型电极可以100%的与基板接触提高了导热性能。由于两个电极不在同一侧相对的减小了制造的精微度，成本低，制造简单，提高了发光效率及产品的优良率，解决以往以蓝宝石等绝缘材料为衬底制造发光芯片时，无法将电极制作于芯片两面的问题，垂直结构电极发光芯片更有利于以后LED的封装。
附图1是微孔内填充有电极材料的外延片(蓝宝石面)的俯视示意图。附图2是切割后单颗发光芯片(蓝宝石面)的俯视示意图。附图3是附图2发光芯片在倒置状态下的侧视剖面示意图。附图4是带有多个导电通道的发光芯片在正置状态下侧视剖面示意图。附图中1、P型电极，2、P型GaN层，3发光层，4、N型GaN层，5、低温GaN层(缓冲层)，6、蓝宝石衬底，7、导电通道(N型电极)具体实施例以下结合附图对本发明做进一步的说明首先利用激光微孔打孔机将蓝宝石衬底(6)按照一定尺寸要求有规则的打出若干个通孔，孔径与现有的芯片焊盘直径大小相当，孔与孔之间的距离视芯片的大小而定，然后再进行电极材料的填充，电极材料是选用导电性能好的金属微粉或导电银浆、铜浆等，如镍金或铬金粉等适合制作芯片电极的材料，再用调和剂将金属粉调和成可塑的胶泥状，放在打好微孔的蓝宝石衬底上，通过软磨头研磨的方式进行研磨，使其金属粉进入到每个微小的孔洞内形成导电通道(7)，此时导电通道其中的一端就是芯片的焊盘点；当微孔内金属粉凝固后在次进行研磨、抛光，就得到一个带有若干个导电通道的蓝宝石衬底圆片，如图 1所示；再通过低温GaN层(5)，N型GaN层(4)，发光层(3)，P型GaN层⑵及P型电极⑴ 等现有的方法进行外延片的制造，此时低温GaN层( 与导电通道(7)做欧母接触形成N 型电极，即导电通道(7)就是N型电极，从而将N型电极透过蓝宝石衬底引出，形成P、N型两个电极的垂直结构，最后再将外延好的晶圆按照一定的格式要求切割成单颗芯片(每颗芯片上都保留有一个或一个以上的导电通道)如图2、3、4所示，使其形成一个个垂直结构电极的氮化镓发光芯片。
权利要求
1.一种垂直结构电极氮化镓发光芯片依次主要由P型电极(1)、P型GaN层O)、发光层(3)、N型GaN层0)、低温GaN层(5)、蓝宝石衬底(6)和导电通道(7)构成，其特征是 利用激光微孔技术将蓝宝石衬底(6)按照一定的尺寸要求有规则的打出若干个微孔后，再将微孔内填充有电极材料，使其在每个欲切割的单颗芯片上都有一个透过蓝宝石衬底的导电通道(7)，进而形成一个带有若干个微小导电通道的蓝宝石衬底圆片，再通过现有方法进行外延片的制造，从而将N型电极透过蓝宝石衬底引出，形成P、N型两个电极的垂直结构， 最后再将外延好的晶圆切割成单颗芯片，形成一个个垂直结构电极的氮化镓发光芯片。
2.根据权利要求1所述的一种垂直结构电极氮化镓发光芯片，其特征是所述的单颗发光芯片至少有一个或一个以上的导电通道。
全文摘要
本发明属于半导体器件制造领域，为了克服氮化镓发光芯片N型电极与P型电极制作在同一侧时发光面积减少、易导致静电效应及散热不好的缺点，本发明利用激光微孔技术将蓝宝石衬底圆片打出若干个微孔后，再将微孔内填充有电极材料，使其在每个欲切割的单颗芯片上形成一个电极，再通过现有方法进行外延片的制造，最后将制造好的外延片晶圆按照一定的格式切割形成单颗芯片，使每个芯片上都保留有一个导电通道将N型电极透过蓝宝石衬底引出，形成P、N型两个电极的垂直电极结构，从而解决以往以蓝宝石等绝缘材料为衬底制作发光芯片时，无法将电极制作于芯片两侧的问题，本发明制造简单，成本低，提高了发光效率及产品的优良率，改善了芯片的静电防护能力及散热效果。
文档编号H01L33/38GK102290514SQ201110196400
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者马福 申请人:马福