一种倒装高压LED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及发光二极管技术，尤其涉及蓝宝石衬底led倒装高压芯片技术。

背景技术：

led(发光二极管)由于其发光效率高，节能等优势已经成为目前最瞩目的光源，且市场的占有率越来越高。led芯片主要包括三大块：传统正装芯片、垂直芯片及新兴的倒装芯片。

正装芯片里面新兴的高压芯片相对于低压芯片由于其小电流下使用且由于其单个单元面积小从而电流扩张好，而且能直接用高压驱动而节省应用端成本。倒装芯片由于其大电流驱动，散热好，免打线封装可靠性高等特点越来越受市场的重视。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种倒装高压led芯片及其制备方法，其简化了封装工艺，提高芯片性能及可靠性，降低成本。

本发明提供的技术方案如下：

一种倒装高压led芯片，包括蓝宝石衬底，形成于在所述蓝宝石衬底表面的ingaaln多层结构；形成于所述ingaaln多层结构表面的反射层及蚀刻出的第一沟槽；

包括形成于所述反射层表面的保护金属层及蚀刻出的第二沟槽；包括在第二沟槽内蚀刻ingaaln多层结构及所形成的第三沟槽；

包括在预设位置的第三沟槽蚀刻ingaaln多层结构所形成的第四沟槽，蚀刻第四沟槽后形成m个芯片单元，m大于等于2；

包括形成于整个芯片表面及所述第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽和第四沟槽侧壁的第一钝化层；

包括蚀刻保护金属层上第一钝化层从而沉积金属层形成p电极，蚀刻n电极孔第一钝化层并在n电极孔内沉积金属并将多个n电极孔连接起来形成的n电极，把相邻两个单元之间的n电极和p电极连接起来，第一个单元p电极独立，最后一个单元n电极独立；

包括在整个芯片上再沉积形成第二钝化层，把第一个单元p电极上第二钝化层蚀刻一个区域出来沉积金属层形成p焊垫，把最后一个单元n电极上的第二钝化层蚀刻出一个区域沉积金属层形成n焊垫。

优选地，所述反射层的材料为下列金属或者金属组合中的一种：ag、niag、niagni、niagniag、al、pt、rh。

优选地，所述反射层的材料结构为ito/ag、ito/al、ito/pt。

优选地，所述p和n焊垫可为au电极。

优选地，所述p和n焊垫可为共晶金属，如：ausn合金。

优选地，所述p和n焊垫可为合金金属，如：sn63合金、sn62合金、sn60合金、sn63/pb37合金。

优选地，所述p和n焊垫覆盖有锡膏层。

优选地，所述第一钝化层覆盖芯片侧壁及沉底。

优选地，所述第二钝化层在芯片侧壁及周边覆盖第一钝化层。

本发明还提供了一种倒装高压led芯片的制备方法，其特征在于，制作步骤如下：

步骤1、在蓝宝石沉底上生长ingaaln多层结构，生长顺序为：n型gan层、有源层和p型gan层；

步骤2、在p型gan层上制作反射层金属，蚀刻形成第一沟槽；

步骤3、在芯片表面制作保护金属层，蚀刻形成第二沟槽；

步骤4、蚀刻ingaaln多层结构至n型gan层，形成第三沟槽做n电极孔；

步骤5、蚀刻在预设位置第三沟槽内蚀刻ingaaln多层结构，一直蚀刻至蓝宝石衬底层并露出衬底，形成第四沟槽，蚀刻第四沟槽后形成m个芯片单元，m大于等于2；

步骤6、沉积第一钝化层，第一钝化层包覆整个芯片表面以及第三、第四沟槽侧壁。蚀刻保护金属层上第一钝化层从而沉积金属层形成p电极，蚀刻第三沟槽n电极孔第一钝化层并在n电极孔内沉积金属并将多个n电极孔连接起来形成的n电极，并且把相邻两个单元n电极与p电极连起来。

步骤7、在整个芯片上再沉积形成第二钝化层，把第一个单元p电极上第二钝化层蚀刻一个区域出来沉积金属层形成p焊垫，把第m个单元n电极上的第二钝化层蚀刻出一个区域沉积金属层形成n焊垫。

相对于现有技术，本发明提供的倒装led芯片及其制备方法能够带来以下有益效果：

本发明的技术方案中，多个芯片通过p、n电极相连形成高压芯片，且芯片在封装时可以直接用p、n焊垫直接焊接在基板上，免去了普通芯片的打线问题，简化了封装工艺，提高了可靠性；同时由于p、n焊垫直接焊接在基板上提高了产品的导电性能和散热性能，进一步提高产品的可靠性。

进一步，由于是高压芯片，可以直接用高压驱动从而节省成本。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例m＝2时俯视图。

图3—图13为本发明一个实施例的制造过程的示意图。

图中标识说明：

1为蓝宝石衬底，2为n型gan层，3为有源层，4为p型gan层，5为金属反射层，6为第一沟槽，7为保护金属层，8为第二沟槽，9为第三沟槽，10为第四沟槽，11为第一钝化层，12为保护金属层上第一钝化层的开孔，13为第一钝化层在第三沟槽里开的n电极孔，14为p电极，15为相邻两芯片pn电极金属连线，16为n电极，17为p电极上第二钝化层开孔，18为第二钝化层，19为n电极上第二钝化层开孔，20为p焊垫，21为n焊垫。

具体实施方式

本发明提出一种倒装高压led芯片，包括：蓝宝石衬底，形成于蓝宝石衬底表面的ingaaln多层结构；形成于ingaaln多层结构表面的反射层及蚀刻出的第一沟槽；包括形成于反射层表面的保护金属层及蚀刻出的第二沟槽；包括在第二沟槽内蚀刻ingaaln多层结构及所形成的第三沟槽；包括在预设位置的第三沟槽蚀刻ingaaln多层结构所形成的第四沟槽，蚀刻第四沟槽后形成m个芯片单元，m大于等于2；包括形成于整个芯片表面及及所诉第一、二、三、四沟槽侧壁的第一钝化层；包括蚀刻保护金属层上第一钝化层从而沉积金属层形成p电极，蚀刻n电极孔第一钝化层并在n电极孔内沉积金属并将多个n电极孔连接起来形成的n电极，把相邻两个单元之间的n电极和p电极连接起来，第一个单元p电极独立，最后一个单元n电极独立；括在整个芯片上再沉积形成第二钝化层，把第一个单元p电极上第二钝化层蚀刻一个区域出来沉积金属层形成p焊垫，把最后一个单元n电极上的第二钝化层蚀刻出一个区域沉积金属层形成n焊垫。下面通过实施例结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图，该实施例中以芯片单元m的个数为2例。

如图1所示，倒装芯片1由下向上依次为：蓝宝石衬底1，n型gan层2，有源层3，p型gan层4，在p型gan层4上制备有一层金属反射层5，在反射层5表面形成有保护金属层7，在保护金属层6表面有第一钝化层11，并且第一钝化层11延伸至n电极孔内侧壁。连接单个小单元n电极孔的n电极16，p电极层14，p、n电极相连金属连线层15，第二钝化层11，p焊垫层20，n焊垫层21。

图3-图12说明了上述实施例所描述的倒装高压led芯片的制备方法。

如图3所示，在蓝宝石衬底1上制备ingaaln多层结构，从下至上依次为n型gan层2，有源层3，p型gan层4。

如图4所示，使用蒸镀或者溅射工艺在p型gan层4表面沉积一层金属反射层5，并蚀刻出所需图形形成第一沟槽6。

如图5所示，在反射层5表面形成保护金属层7，并蚀刻出所需图形形成第二沟槽8。

如图6所示，使用icp干法刻蚀至暴露出n型gan层2形成n电极孔9。

如图7所示，蚀刻p型gan层4，有源层3，n型gan层2，至蓝宝石层1，形成第四沟槽10，从而形成m个小单元，m大于等于2。

如图8所示，蚀刻形成第四沟槽，m等于2时示意图。

如图9所示，在芯片表面沉积第一钝化层11，第一钝化层11的材料可以为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或者这三种材料任意搭配的组合结构。刻蚀第一钝化层11至暴露保护金属层7，形成p极孔12，在n电极孔9内，刻蚀钝化层11至暴露n型gan层2同时保留n电极孔9侧壁的钝化层11，形成n极孔13。

如图10所示，在第一个小单元的p电极孔12内沉积金属形成p电极14，在第二个小单元的n电极孔13内沉积金属并将多个n电极孔连接起来形成的n电极16，并且把相邻两个芯片pn电极连接起来形成pn电极连接金属15，如图11所示为m＝2时俯视图。

如图12所示，在p电极及n电极上沉积第二钝化层18，在p电极层14上第二钝化层18蚀刻出p焊垫槽17，在n电极16上第二钝化层18蚀刻出n焊垫槽19。

如图13所示，在第二钝化层11上沉积金属形成p金属焊垫层20以及n金属焊垫层21。

以上，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权力要求书的保护范围为准。