一种红光倒装芯片及其制作方法与流程

本发明涉及芯片制作技术领域，尤其涉及一种红光倒装芯片及一种红光倒装芯片的制作方法。

背景技术：

近年来，发光二极管（led）成为最受重视的光源技术，特别是在显示技术方面，基于led的小间距显示屏凭借其高色域、高亮度、无缝拼接等优点逐渐占据主流地位。未来随着小间距led显示屏继续向更大密度转换，目前使用的led正装芯片将逐渐被led倒装芯片所取代。倒装芯片无须打线，焊接强度高，因此易于实现高密度集成。

显示屏所用的红绿蓝（rgb）三色芯片中，蓝光和绿光的倒装芯片相对容易实现，这两种芯片都属于蓝宝石衬底的gan芯片，此结构的倒装芯片如图1所示。图1为典型的蓝绿光led倒装芯片侧视图。1为蓝宝石衬底，2为gan外延层，3为芯片电极。使用时，将电极面朝下与基板焊接，由于蓝宝石是透明衬底，由外延层发出的光经蓝宝石从正面发出。然而红光led的倒装芯片，其制作过程却复杂得多。主要原因是红光外延的衬底是gaas衬底而非蓝宝石。由于gaas衬底不透明，因此为了实现倒装芯片所需的正面出光，必须经过衬底转移，将红光外延层转移到蓝宝石衬底，再将原gaas剥离。图2所示为目前红光倒装芯片的制作工艺。先在gaas衬底上生长红光外延层，11为外延层，12为gaas衬底。然后使用蓝宝石衬底通过键合的方式与外延层绑定，13为蓝宝石衬底。再通过化学或机械研磨的防守将gaas衬底去除。最后再外延层上制作电极14。

红光的制作工艺涉及到整片的衬底键合，衬底转移和衬底去除。实际生产过程非常复杂，衬底在转移过程由于应力会产生翘曲，极易在转移中产生外延层裂纹，或转移中表面键合不均匀，最终产品的不良率居高不下，导致目前红光倒装芯片的价格高昂，影响rgb全彩倒装显示屏的使用和推广。

因此如何制作成本低，良率高的红光倒装芯片成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种红光倒装芯片及一种红光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，提供一种红光倒装芯片，其中，所述红光倒装芯片包括：蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底的下表面设置发光外延层，所述发光外延层的下表面和侧面设置反射层，所述反射层的下表面设置电极，所述蓝宝石衬底的上表面、蓝宝石衬底的侧面和所述反射层的侧面均涂覆红色荧光粉胶体，所述红色荧光粉胶体能够将所述发光外延层发出的光线颜色转化成红色发出。

优选地，所述发光外延层包括从上到下依次设置的u-gan、n-gan、量子阱发光层和p-gan。

优选地，所述发光外延层包括蓝色发光外延层。

优选地，所述蓝宝石衬底包括平片蓝宝石衬底或者图形化蓝宝石衬底。

优选地，所述反射层包括dbr反射层，所述dbr反射层包括sio2和tio2。

优选地，所述红色荧光粉胶体包括透明胶体和设置在所述透明胶体内的红色荧光粉或者红色量子点材料。

作为本发明的第二个方面，提供一种红光倒装芯片的制作方法，其中，所述红光倒装芯片的制作方法包括：

提供蓝宝石衬底；

在所述蓝宝石衬底上形成发光外延层；

在所述发光外延层的上表面和侧面上沉积反射层；

在所述反射层的上表面制作电极；

将制作电极后的结构转移到膜衬底上，且所述电极位于下方与所述膜衬底接触，所述蓝宝石衬底位于上方；

在所述蓝宝石衬底的上表面、蓝宝石衬底的侧壁和所述反射层的侧面涂覆红色荧光粉胶体；

固化并切割后得到单颗的红色倒装芯片。

优选地，所述固化包括加热或者紫外线照射。

优选地，所述发光外延层包括蓝色发光外延层。

优选地，所述膜衬底包括有机膜。

本发明提供的红光倒装芯片，通过在蓝宝石衬底上设置红色荧光粉胶体能够将发光外延层发出的光线的颜色转化成红色发出，设置反射层能够阻止发光外延层的光线从电极面漏出，本发明提供的红光倒装芯片具有成本低且良率高的优势，为rgb倒装芯片全彩显示提供了可能。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术的蓝绿led倒装芯片示意图。

图2为现有技术中的红光倒装芯片的制作工艺图。

图3为本发明提供的红光倒装芯片的结构示意图。

图4为本发明提供的红光倒装芯片的制作方法流程图。

图5为本发明提供的红光倒装芯片的制作工艺中的发光外延层的形成示意图。

图6为本发明提供的红光倒装芯片的制作工艺中的电极的形成示意图。

图7为本发明提供的红光倒装芯片的制作工艺中的倒模示意图。

图8为本发明提供的红光倒装芯片的制作工艺中的红色荧光粉胶体的形成示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，提供一种红光倒装芯片，其中，如图3所示，所述红光倒装芯片包括：蓝宝石衬底110，所述蓝宝石衬底110的下表面设置发光外延层120，所述发光外延层120的下表面和侧面设置反射层130，所述反射层130的下表面设置电极140，所述蓝宝石衬底110的上表面、蓝宝石衬底110的侧面和所述反射层130的侧面均涂覆红色荧光粉胶体150，所述红色荧光粉胶体150能够将所述发光外延层120发出的光线颜色转化成红色发出。

本发明提供的红光倒装芯片，通过在蓝宝石衬底上设置红色荧光粉胶体能够将发光外延层发出的光线的颜色转化成红色发出，设置反射层能够阻止发光外延层的光线从电极面漏出，本发明提供的红光倒装芯片具有成本低且良率高的优势，为rgb倒装芯片全彩显示提供了可能。

具体地，所述发光外延层120包括从上到下依次设置的u-gan、n-gan、量子阱发光层和p-gan。

具体地，所述发光外延层120包括蓝色发光外延层。

需要说明的是，所述发光外延层120可以为蓝色发光外延层，即发出蓝光，也可以为其他颜色发光外延层，例如，绿光、紫光等，由于蓝色发光外延层的发光效率最高，因此，通常选取蓝色发光外延层。

具体地，所述蓝宝石衬底110包括平片蓝宝石衬底或者图形化蓝宝石衬底。

具体地，所述反射层130包括dbr反射层，所述dbr反射层包括sio2和tio2。

需要说明的是，所述dbr反射层结构由sio2和tio2多层堆叠而成，厚度在1~5微米之间。通过合理设计，dbr反射层对蓝光的反射率达到98%以上，可阻止蓝光从电极面漏出。

具体地，所述红色荧光粉胶体150包括透明胶体和设置在所述透明胶体内的红色荧光粉或者红色量子点材料。

作为本发明的第二个方面，提供一种红光倒装芯片的制作方法，其中，如图4所示，所述红光倒装芯片的制作方法包括：

s110、提供蓝宝石衬底；

s120、在所述蓝宝石衬底上形成发光外延层；

s130、在所述发光外延层的上表面和侧面上沉积反射层；

s140、在所述反射层的上表面制作电极；

s150、将制作电极后的结构转移到膜衬底上，且所述电极位于下方与所述膜衬底接触，所述蓝宝石衬底位于上方；

s160、在所述蓝宝石衬底的上表面、蓝宝石衬底的侧壁和所述反射层的侧面涂覆红色荧光粉胶体；

s170、固化并切割后得到单颗的红色倒装芯片。

本发明提供的红光倒装芯片的制作方法，通过在蓝宝石衬底上设置红色荧光粉胶体能够将发光外延层发出的光线的颜色转化成红色发出，设置反射层能够阻止发光外延层的光线从电极面漏出，本发明提供的红光倒装芯片的制作方法工艺简单、成本低且制作得到的红光倒装芯片具有良率高的优势，为rgb倒装芯片全彩显示提供了可能。

具体地，所述固化包括加热或者紫外线照射。

优选地，所述发光外延层包括蓝色发光外延层。

优选地，所述膜衬底包括有机膜。

下面结合图5至图8对本发明提供的红光倒装芯片的制作方法进行详细描述。具体地，在蓝宝石衬底110上形成发光外延层120（具体可以是gan蓝光外延层，其中，所述gan蓝光外延层从下到上依次为u-gan，n-gan，量子阱发光层，p-gan）。优选地，蓝宝石衬底110可以是平片蓝宝石衬底，也可以是图形化蓝宝石衬底（pss）。

优选地，发光外延层120可以是gan蓝光外延层，也可以是gan其他外延层（如绿光、紫光、紫外），但由于gan蓝光的发光效率最高，一般选用蓝光外延层。

（2）在上述外延层上，制作led倒装芯片结构，即形成电极140。具体地，在芯片正面和侧面沉积有dbr反射层130。通常dbr反射层结构由sio2和tio2多层堆叠而成，厚度在1~5微米之间。通过合理设计，dbr对蓝光的反射率达到98%以上，可阻止蓝光从电极面漏出。

（3）将上述制作完成的蓝光led倒装芯片，切割扩膜后，通过倒膜转移到衬底160上，此时电极140朝下蓝宝石衬底110朝上，整齐排列。通常，衬底160要求耐高温又有扩张性，一般为耐高温白膜。

（4）将含有红色荧光粉的胶体150通过涂布或喷涂的方式，均匀涂覆于芯片表面。红色荧光粉的胶体150含有红色荧光粉或者红色量子点材料，可吸收蓝光发射红光。

（5）将红色荧光粉的胶体150加热或紫外照射后固化，通过切割将芯片分割。每颗芯片的五面都包裹红色荧光粉胶体150，该单颗芯片即为本发明的红色倒装芯片。使用时，将芯片电极固于基板，点亮时芯片发射的蓝光经红色荧光粉即转化为红光。红光的波长由荧光粉决定。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。