高压倒装led芯片及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种高压倒装LED芯片及其制造方法。
【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⑵、氮(N)、铟(In)的化合物组成，利用半导体PN结电致发光原理制成。发光二极管具有能耗低、体积小、寿命长、稳定性好、响应快和发光波长稳定等光电性能特点，目前已经在照明、家电、显示屏和指示灯等领域有广泛的应用。LED芯片以其亮度高、低功耗、寿命长、启动快，功率小、无频闪及不容易产生视视觉疲劳等优点，成为新一代光源首选。
[0003]随着行业的不断发展，LED芯片在追逐更高光效、更高功率和更高可靠性的方向一步步迈进。而在LED芯片应用端，主要占据市场的依旧为小功率和中功率LED芯片，大功率LED芯片由于良率问题只有少数公司涉足。
[0004]近年来许多新型LED芯片出现在公众视野内，其中高压(High Voltage，HV) LED芯片和倒装芯片(Flip Chip)均引起了广泛的关注。高压LED芯片将传统的大颗低压LED芯片分隔成多个发光单元之后串联而成。高压LED芯片所需要的驱动电流远低于大颗低压LED芯片，有着封装成本低、驱动电源效率高和线路损耗低等优势。倒装芯片优势在于无线焊接和散热好。
[0005]目前，高压LED电极互联是影响芯片良率的关键，而倒装芯片封装良率是影响芯片的关键。更多有关高压倒装LED芯片及其制造方法的内容请参考公开号为CN104134744A的中国发明专利申请。公开号为CN103022334A(申请号201210564002.4)的中国发明专利申请介绍了另一种高压倒装LED芯片。
【发明内容】
[0006]本发明解决的问题是提供一种高压倒装LED芯片及其制造方法，以提高高压倒装LED芯片的结构性能和封装良率。
[0007]为解决上述问题，本发明提供一种高压倒装LED芯片的制造方法，包括:
[0008]提供衬底，所述衬底具有两个以上的芯片单元区域；
[0009]在所述衬底上沉积外延叠层，所述外延叠层包括第一半导体层、量子阱层和第二半导体层；
[0010]刻蚀所述外延叠层，直至在每个所述芯片单元区域形成至少一个第一沟槽，所述第一沟槽底部暴露所述第一半导体层，每个所述芯片单元区域剩余的所述外延叠层保留为Mesa平台；
[0011]在所述Mesa平台上形成第一电极，相邻所述芯片单元区域的所述第一电极之间具有第二沟槽；
[0012]形成第一绝缘层，所述第一绝缘层覆盖所述Mesa平台和第一电极，同时所述第一绝缘层填充所述第二沟槽并部分填充所述第一沟槽，剩余所述第一沟槽保留为第三沟槽；
[0013]刻蚀所述第一绝缘层，直至形成暴露所述第一电极表面的至少一个第四沟槽；
[0014]形成互联电极，所述互联电极填充所述第三沟槽和第四沟槽，相邻所述互联电极之间具有第五沟槽，相邻所述芯片单元区域之间，所述互联电极串联其中一个所述芯片单元区域的所述第一电极和另一个所述芯片单元区域的所述第一半导体层。
[0015]可选的，设置位于第一侧边的所述互联电极电连接位于第一侧边芯片单元区域的所述第一半导体层，或者设置位于第二侧边的所述互联电极电连接位于第二侧边芯片单元区域的所述第一半导体层。
[0016]可选的，所述制造方法还包括:
[0017]形成第二绝缘层覆盖所述互联电极并填充所述第五沟槽；
[0018]在所述第二绝缘层形成第六沟槽，所述第六沟槽暴露其中一个所述互联电极，所述第六沟槽暴露位于第一侧边的所述互联电极，或者暴露位于第二侧边的所述互联电极；
[0019]形成第二电极，所述第二电极覆盖所述第二绝缘层并填充所述第六沟槽。
[0020]可选的，所述制造方法还包括:
[0021 ] 在所述第二电极上形成导电基板；
[0022]将所述外延叠层与所述衬底分离以暴露所述第一半导体层的出光面；
[0023]刻蚀所述第一半导体层直至形成第七沟槽，位于不同所述芯片单元区域的所述第一半导体层、量子阱层和第二半导体层被所述第七沟槽绝缘分隔；
[0024]刻蚀所述第一半导体层直至形成第八沟槽；
[0025]当所述第六沟槽暴露位于所述第一侧边的所述互联电极，且位于所述第一侧边的所述互联电极电连接位于所述第一侧边芯片单元区域的所述第一半导体层时，所述第八沟槽暴露位于所述第二侧边的所述第一电极；
[0026]当所述第六沟槽暴露位于所述第一侧边的所述互联电极，且位于所述第一侧边的所述互联电极电连接位于所述第一侧边芯片单元区域的第一电极时，所述第八沟槽暴露位于所述第二侧边的所述互联电极；
[0027]当所述第六沟槽暴露位于所述第二侧边的所述互联电极，且位于所述第二侧边的所述互联电极电连接位于所述第二侧边芯片单元区域的所述第一半导体层时，所述第八沟槽暴露位于所述第一侧边的所述第一电极；
[0028]当所述第六沟槽暴露位于所述第二侧边的所述互联电极，且位于所述第二侧边的所述互联电极电连接位于所述第二侧边芯片单元区域的第一电极时，所述第八沟槽暴露位于所述第一侧边的所述互联电极。
[0029]可选的，所述制造方法还包括:
[0030]当所述第八沟槽暴露的是所述第一电极时，在所述第八沟槽暴露的所述第一电极表面形成外延电极；
[0031]当所述第八沟槽暴露的是所述互联电极时，在所述第八沟槽暴露的所述互联电极表面形成外延电极。
[0032]可选的，所述制造方法还包括:
[0033]在形成所述互联电极时，同时形成填平电极；
[0034]当所述外延电极位于所述第一侧时，所述填平电极位于所述第二侧的最外边缘；
[0035]当所述外延电极位于所述第二侧时，所述填平电极位于所述第一侧的最外边缘。
[0036]可选的，将所述衬底与所述外延叠层剥离包括:
[0037]采用化学方法或者激光方法将所述衬底与所述外延叠层剥离。
[0038]可选的，所述制造方法还包括:
[0039]在暴露所述第一半导体层的出光面后，且在刻蚀所述第一半导体层的出光面前，对所述第一半导体层的出光面进行清洁处理和表面粗糙处理的至少一种处理。
[0040]可选的，所述互联电极的材料为Ag、Al、Rh、Cr、Pt、Au、Ti和Ni的任意一种或多种。
[0041]可选的，所述第一绝缘层的材料为Si02、SiN, S1N, Al2O3和T1 2中的任意一种或多种，所述第二绝缘层的材料为S12、SiN, S1Nai2O3^B T1 2中的任意一种或多种。
[0042]为解决上述问题，本发明还提供了一种高压倒装LED芯片，包括:
[0043]两个以上的芯片单元区域；
[0044]Mesa平台，所述Mesa平台包括第一半导体层、量子阱层和第二半导体层，每个所述芯片单元区域的所述Mesa具有第一沟槽；
[0045]位于所述Mesa平台上的第一电极，相邻所述第一电极之间具有第二沟槽；
[0046]覆盖所述Mesa平台和第一电极的第一绝缘层，所述第一绝缘层填充所述第二沟槽并部分填充所述第一沟槽，直至剩余所述第一沟槽保留为第三沟槽；
[0047]位于所述第一绝缘层且暴露所述第一电极的第四沟槽；
[0048]互联电极，所述互联电极填充所述第三沟槽和第四沟槽，相邻所述芯片单元区域之间具有第五沟槽，相邻所述芯片单元区域之间，所述互联电极串联其中一个所述芯片单元区域的所述第一电极和另一个所述芯片单元区域的所述第一半导体层。
[0049]可选的，位于第一侧边的所述互联电极电连接位于第一侧边芯片单元区域的所述第一半导体层，或者位于第二侧边的所述互联电极电连接位于第二侧边芯片单元区域的所述第一半导体层。
[0050]可选的，所述高压倒装LED芯片还包括:
[0051]第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述互联电极并填充所述第五沟槽；
[0052]位于所述第二绝缘层的第六沟槽，所述第六沟槽暴露其中一个所述互联电极，所述第六沟槽暴露位于第一侧边的所述互联电极，或者暴露位于第二侧边的所述互联电极；
[0053]第二电极，所述第二电极覆盖所述第二绝缘层且填充所述第六沟槽，所述第二电极经所述第六沟槽电连接对应的所述互联电极。
[0054]可选的，所述高压倒装LED芯片还包括:
[0055]位于所述第二电极上的导电基板；
[0056]位于相邻所述芯片单元区域之间的第七沟槽，所述第七沟槽至少绝缘分隔相邻所述芯片单元区域之间的所述第一半导体层、量子阱层和第二半导体层；
[0057]位于所述第一半导体层的第八沟槽；
[0058]当所述第六沟槽暴露位于所述第一侧边的所述互联电极，且位于所述第一侧边的所述互联电极电连接位于所述第一侧边的所述第一半导体层时，所述第八沟槽暴露位于所述第二侧边的所述第一电极；
[0059]当所述第六沟槽暴露位于所述第一侧边的所述互联电极，且位于所述第一侧边的所述互联电极电连接位于所述第一侧边的第一电极时，所述第八沟槽暴露位于所述第二侧边的所述互联电极；
[0060]当所述第六沟槽暴露位于所述第二侧边的所述互联电极，且位于所述第二侧边的所述互联电极电连接位于所述第二侧边的所述第一半导体层时，所述第八沟槽暴露位于所述第一侧边的所述第一电极；
[0061]当所述第六沟槽暴露位于所述第二侧边的所述互联电极，且位于所述第二侧边的所述互联电极电连接位于所述第二侧边的第一电极时，所述第八沟槽暴露位于所述第一侧边的所述互联电极。
[0062]可选的，所述高压倒装LED芯片还包括:
[0063]外延电极，所述外延电极位于所述第八沟槽暴露的所述第一电极或互联电极上。
[0064]可选的，所述高压倒装LED芯片还包括:
[0065]填平电极，所述填平电极与所述互联电极位于同一层；
[0066]当所述外延电极位于所述第一侧时，所述填平电极位于所述第二侧的最外边缘；
[0067]当所述外延电极位于所述第二侧时，所述填平电极位于所述第一侧的最外边缘。
[0068]可选的，所述第一半导体层的出光面为粗糙表面。
[0069]可选的，所述互联电极的材料为Ag、Al、Rh、Cr、Pt、Au、Ti和Ni的任意一种或多种。
[0070]可选的，所述第一绝缘层的材料为Si02、SiN, S1N, Al2O3和T1 2中的任意一种或多种，所述第二绝缘层的材料为S12、SiN, S1Nai2O3^B T1 2中的任意一种或多种。
[0071]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0072]本发明的技术方案中，在不同的芯片单元区域内形成第一电极，然后通过第一绝缘层和互联电极的配合，使每个互联电极串联前一芯片单元区域内的第一半导体层和后一芯片单元区域内的第一电极，形成高压倒装LED芯片的基本结构。由于互联电极形成时直接填充相应沟槽，以实现电连接相邻芯片单元区域(即电连接相邻的芯片单元)，从而不必使用细金属线桥接的方法串联相邻芯片单元区域，提高了高压倒装LED芯片的结构性能和封装良率。
[0073]进一步，采用整面的第二电极与导电基板连接的结构作为其中一个电连接端面，不仅提高导电性能，而且提高散热性能，同时进一步降低封装难度，提高封装良率。
【附图说明】
[0074]图1至图20是本发明一实施例所提供的高压倒装LED芯片的制造方法各步骤对应结构示意图；
[0075]图21至图22是本发明另一实施例所提供的高压倒装LED芯片的制造方法各步骤对应结构示意图。
【具体实施方式】
[0076]为了提高LED产品的照明品质和集成度，单位面积光效[单位面积光效的单位为:lm/(ff.cm2)]已成为衡量LED芯片的一个重要指标。倒装芯片由于其优秀的散热能力和电流扩展能力，成为满足LED这一发展趋势要求的热点产品。以此为