一种简易倒装led及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED制造技术领域，特别是涉及一种简易倒装LED及其制作方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting D1de，简称LED)是一种半导体发光器件，由镓(Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物组成，利用半导体P-N结电致发光原理制成。LED以其亮度高、低功耗、寿命长、启动快，功率小、无频闪、不容易产生视觉疲劳等优点，成为新一代光源首选。
[0003]在传统的正装结构LED芯片中，P型GaN掺杂困难导致空穴载流子浓度低下和不易长厚而导致电流不易扩散，当前普遍采用在P型GaN表面制备超薄金属薄膜或ITO薄膜的方法使电流得以均匀扩散。但是金属薄膜电极层会吸收部分光，降低出光效率。如果将金属薄膜电极层厚度减薄反过来又限制电流扩散层在P型GaN层表面实现均匀和可靠的电流扩散。ITO透光率虽然高达90%，但电导率却不及金属，电流的扩散效果亦有限。而且正装结构的电极和引线做到出光面，工作时会挡住部分光线。因此，这种P型接触结构制约了LED芯片的工作电流大小。另一方面，正装结构LED芯片的PN结热量通过蓝宝石衬底导出，鉴于蓝宝石的导热系数很低，对大尺寸的功率型芯片来说导热路径较长，正装结构LED芯片的热阻较大，工作电流也受到限制。
[0004]为了克服正装LED芯片的上述不足，业界提出一种倒装LED芯片(Flip chip)结构，倒装LED芯片以其耐大电流冲击，电流扩展能力增加，免焊线等优势逐渐进入主流市场。但是，倒装芯片相对于正装芯片，其复杂度大大提高，成本相应增加，阻碍了倒装芯片的发展。通常，倒装LED芯片分为对称电极结构和非对称电极结构，对于封装而言，对称电极结构更容易实现，封装良率更高。目前制作对称电极倒装芯片需要两道隔离工艺以及金属互联工艺，整体光刻次数为7?8道，成本颇高。例如，在申请号为201410390823.X的专利中公开了一种倒装LED的制造工艺，其工艺流程大致包括:MESA台面形成、反射层蒸镀、阻挡层蒸镀、第一隔离层形成、金属互联层形成、第二隔离层形成、电极层形成等等。由此看出，该工艺中阻挡层和金属互联层不同时形成，至少需要两道工艺；另外，隔离层也是两道，工艺复杂。
[0005]因此，提供一种简易倒装LED的制作方法是本领域技术人员需要解决的课题。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种简易倒装LED及其制作方法，用于解决现有技术中制备LED芯片的工艺复杂、成本高的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种简易倒装LED的制作方法，所述制作方法至少包括:
[0008]提供一衬底，在所述衬底表面自下而上依次生长N型GaN层、多量子阱层及P型GaN 层；
[0009]刻蚀所述P型GaN层、多量子阱层及N型GaN层，形成暴露所述N型GaN层的第一通孔；
[0010]在所述P型GaN层表面形成反射金属；
[0011]在所述第一通孔底部的N型GaN层表面形成N金属层，同时在所述反射金属表面形成阻挡层；
[0012]形成隔离层，刻蚀所述隔离层形成暴露所述N金属层的第二通孔、同时形成暴露所述阻挡层的第三通孔；
[0013]淀积电极层，在隔离层表面及第二通孔中形成N电极，在隔离层表面及第三通孔中形成P电极。
[0014]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，所述衬底为蓝宝石衬底。
[0015]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺刻蚀所述P型GaN层、多量子阱层及N型GaN层，形成暴露所述N型GaN层的第一通孔。
[0016]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，采用蒸镀和负胶剥离技术在所述P型GaN层表面形成反射金属。
[0017]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，所述反射金属的材质采用 Ni/Ag/Ti/Pt/Au、Ni/Al/Ti/Pt/Au、Ni/Ag/Ni/Au 或 Ni/Al/Ti/Au 的一种或多种的组合，厚度范围为100?5000埃。
[0018]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，采用蒸镀和负胶剥离工艺同时形成所述N金属层和阻挡层。
[0019]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，所述N金属层和阻挡层的材质均采用Cr/AlCr/Pt/Au、Cr/Al/Ti/Pt/Au或Ni/Al/Cr/Pt/Au的一种或多种的组合，厚度范围均为10000?20000埃。
[0020]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，所述隔离层的材质采用3102或Si 3N4或DBR，厚度范围为5000?20000埃。
[0021]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，所述N电极和P电极的材质采用 Cr/AlCr/Pt/Au/Sn、Cr/Al/Ti/Pt/Au/Sn 或 Ni/Al/Cr/Pt/Au/Sn 的一种或多种的组合，厚度为范围为10000?20000埃。
[0022]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，所述N电极和P电极之间保持预设距离，所述预设距离大于等于150 ym。
[0023]作为本发明简易倒装LED的制作方法的一种优化的方案，所述第一通孔包括圆孔和条形孔，所述第二通孔制作于所述圆孔中。
[0024]本发明还提供一种倒装LED，所述倒装LED包括:
[0025]衬底；
[0026]N型GaN层、多量子讲层及P型GaN层，自下而上依次生长在所述衬底表面；
[0027]第一通孔，形成于所述N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层中，暴露所述N型GaN层；
[0028]反射金属，结合于所述P型GaN层表面；
[0029]N金属层，形成于所述第一通孔底部的N型GaN层表面；
[0030]阻挡层，形成于所述反射金属表面；
[0031]隔离层，形成于整个器件表面；
[0032]第二通孔和第三通孔，均形成于所述隔离层中，所述第二通孔暴露所述N金属层，所述第三通孔暴露所述阻挡层；
[0033]N电极，形成于所述隔离层表面及第二通孔中；
[0034]P电极，形成于所述隔离层表面及第三通孔中。
[0035]如上所述，本发明的简易倒装LED及其制作方法，包括步骤:首先提供一衬底，在所述衬底表面自下而上依次生长N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层；然后刻蚀所述P型GaN层、多量子阱层及N型GaN层，形成暴露所述N型GaN层的第一通孔；接着在所述P型GaN层表面形成反射金属；接着在所述第一通孔底部的N型GaN层表面形成N金属层，同时在所述反射金属表面形成阻挡层；再形成隔离层，刻蚀所述隔离层形成暴露所述N金属层的第二通孔、同时形成暴露所述阻挡层的第三通孔；最后淀积电极层，在隔离层表面及第二通孔中形成N电极，在隔离层表面及第三通孔中形成P电极。本发明制作的倒装LED芯片，从工艺上简化，从而减少了生产成本，为倒装芯片大规模量产提供了可能性。
【附图说明】
[0036]图1为本发明简易倒装LED的制作方法的工艺流程示意图。
[0037]图2为本发明简易倒装LED的制作方法步骤SI呈现的结构示意图。
[0038]图3a?3b为本发明简易倒装LED的制作方法步骤S2呈现的结构示意图。
[0039]图4a?4b为本发明简易倒装LED的制作方法步骤S3呈现的结构示意图。
[0040]图5a?5b为本发明简易倒装LED的制作方法步骤S4呈现的结构示意图。
[0041]图6a?6b为本发明简易倒装LED的制作方法步骤S5呈现的结构示意图。
[0042]图7a?7b为本发明简易倒装LED的制作方法步骤S6呈现的结构示意图。
[0043]元件标号说明
[0044]I 衬底
[0045]2 N 型 GaN 层
[0046]3 多量子阱层
[0047]4 P 型 GaN 层
[0048]5 第一通孔
[0049]51 圆孔
[0050]52条形孔
[0051]6 反射金属
[0052]7 N金属层
[0053]8 阻挡层
[0054]9 隔离层
[0055]10第二通孔
[0056]11第三通孔
[0057]12 N 电极
[0058]13 P 电极
【具体实施方式】
[0059]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0060]请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0061]请参阅附图1，本实施例提供一种简易倒装LED的制作方法，所述制作方法包括以下步骤:
[0062]步骤SI,提供一衬底，在所述衬底表面自下而上依次生长N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层；
[0063]步骤S2，刻蚀所述P型GaN层、多量子阱层及N型GaN层，形成暴露所述N型GaN层的第一通孔；
[0064]步骤S3，在所述P型GaN层表面形成反射金属；
[0065]步骤S4,在所述第一通孔底部的N型GaN层表面形成N金属层，同时在所述反射金属表面形成阻挡层；
[0066]步骤S5，形成隔离层，刻蚀所述隔离层形成暴露所述N金属层的第二通孔、同时形成暴露所述阻挡层的第三通孔；
[0067]步骤S6，淀积电极层，在隔离层表面及第二通孔中形成N电极，在隔离层表面及第三通孔中形成P电极。
[0068]下面结合附图详细介绍本发明的简易倒装LED的制作方法。
[0069]首先执行步骤SI，如附图2所示，提供一衬底1，在所述衬底I表面自下而上依次生长N型GaN层2、多量子阱层3及P型GaN层4。
[0070]所述衬底I可以是蓝宝石衬底，当然，根据工艺需要，也可以是其他适合制作LED芯片的衬底，例如尖晶石(MgAl2O4)、SiC, ZnS, ZnO或GaAs衬底等等，在此不限。本实施例中所述衬底I优选为蓝宝石衬底。生长N型GaN层2、多量子阱层3及P型GaN层4的工艺是常规工艺，在此不再一一赘述。
[0071]然后执行步骤S2，如附图3a?3b所示，刻蚀所述P型GaN层4、多量子阱层3及N型GaN层2，形成暴露所述N型GaN层2的第一通孔5。
[0072]其中，附图3a为剖视图，附图3b为俯视图。可以采用干法刻蚀或者湿法刻蚀工艺刻蚀所述P型GaN层4、多量子阱层3及N型GaN层2。本实施例中，采用干法刻蚀工艺，例如ICP或者PIE工艺进行刻蚀，