一种倒装led芯片及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及L邸忍片技术领域，尤其设及一种倒装L邸忍片及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 随着WGaN为代表的第S代半导体材料兴起，蓝光W及W蓝光涂覆巧光粉的白色 发光二极管化抓)研制成功，L抓成为通用照明领域的新型固态光源。由于本身具有高可靠 性、节能、环保等优点，随着发光效率的不断提高，L抓应用的不断升级W及市场对于L抓的 需求，使得L邸正朝着大功率和高亮度的方向发展。
[0003] 氮化嫁基L抓忍片的基本结构包括蓝宝石衬底、N型氮化嫁(N-GaN)层、多量子阱结 构层(发光层)和P型氮化嫁(P-GaN)层。正向通电时，多量子阱结构内电能转化为光，蓝宝石 衬底的表面、P-GaN层的表面及L邸忍片的侧面均有光出射。
[0004] 目前，氮化嫁基L邸忍片有正装(如图1所示)和倒装(如图2所示)两种结构，其中氮 化嫁基正装Lm)忍片的蓝宝石衬底和N-GaN层之间具有反射层，使得绝大多数光从忍片的上 表面（即P-GaN层的表面)发出；氮化嫁基倒装L邸忍片的P-GaN层的表面上具有反射导电层1 (同时用作反射层和P电极），使得绝大多数光从忍片的下表面(蓝宝石衬底的表面)发出。相 对于氮化嫁基正装Lm)忍片，氮化嫁基倒装L邸忍片具有更低热阻、电流传送更均匀、更好出 光及无需使用金线等优点，运些优点决定了氮化嫁基倒装Lm)忍片在背光高可靠性需求和 照明超大电流驱动需求方面有着显著的优势，其可W用更高的电流、散热良好且寿命较长， 由此使得终端客户可W节省成本。
[0005] 如图2所示，现有技术的氮化嫁基倒装Lm)忍片中，反射导电层1通常为多层金属的 层叠结构，图示中为=层。其中分布在P型氮化嫁层的上表面的一层是金属层NiAg(此处 NiAg表示两层金属，从下向上分别为Ni和Ag,本文中的金属层皆W运种方式表示），该层作 为P型氮化嫁层的接触电极，实现导电和反射功能；中间一层为第一阻挡层，通常是电子束 蒸锻沉积Cr、Pt多对金属膜形成；最上面一层是第二阻挡层，通常是W瓣射的方式沉积的 TiW合金。在此种倒装忍片结构中，Ni的厚度一般在几个埃（A)，主要有助于Ag与P型氮化嫁 层的粘附和透光。在N型氮化嫁层未被多量子阱结构层覆盖的部分上设有N电极，反射导电 层1作为P电极(或在其上布置P电极），使用时将忍片倒置，通过N、P两个电极通过焊盘与线 路板焊接，而光从蓝宝石衬底取出。在制作过程中，为实现金属层NiAg与P型氮化嫁层形成 良好的欧姆接触，该层通常在400至600°C下高溫合金化。但是在高溫下，金属银易产生起球 聚集现象，导致反射率下降，倒装忍片的光效因而大幅下降。虽然在较低溫度（如200-400 °C)合金化，银的反射率能保持在90%左右，但是其与P型氮化嫁层的接触电阻会升高，导致 忍片开启电压上升。因此高反射率和低接触电阻形成金属合金难W两全的一对矛盾体。另 夕h运种结构的氮化嫁基倒装L邸忍片为了减小膜层间应力，需要制作第一阻挡层和第二阻 挡层，不但导致较复杂的工序过程，并且因为各层金属热膨胀系数不同，后续封装、使用过 程中可能会因为热应力导致部分银与P型氮化嫁层之间的粘附变差，使得P型氮化嫁层电流 扩散效果变差，忍片发光不均匀。
[0006] 因此，本领域的技术人员致力于开发一种倒装Lm)忍片及其制造方法，实现倒装忍 片的低成本、高光效、高可靠性。
【发明内容】
[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种倒装L邸忍片，包括横截面呈长方形的蓝宝石 衬底W及从所述蓝宝石衬底的上表面向上依次分布的N型氮化嫁层、多量子阱结构层和P型 氮化嫁层，所述N型氮化嫁层、所述多量子阱结构层和所述P型氮化嫁层的横截面皆呈长方 形，它们构成外延结构；
[000引其特征在于，
[0009] 所述倒装Lm)忍片是镜面对称的结构，所述外延结构的纵截面成凸字形;所述N型 氮化嫁层的上表面具有暴露在所述多量子阱结构层之外的第一部分和第二部分，所述第一 部分和所述第二部分分别形成所述外延结构的两个肩部；
[0010] 所述倒装L邸忍片还包括分布在所述P型氮化嫁层的上表面的反射导电层、分布在 所述第一部分上的第一 N电极和分布在所述第二部分上的第二N电极;所述反射导电层与所 述P型氮化嫁层电连接，所述第一、第二N电极与所述N型氮化嫁层电连接；
[0011 ]所述反射导电层为金属层NiAgNi，由从下向上层叠的第一金属层Ni、金属层Ag和 第二金属层Ni构成;其中所述第一金属层Ni的厚度为3~30 A，所述第二金属层Ni的厚度与 所述金属层Ag的厚度的比值在1:50~1:10之间。
[0012] 进一步地，所述金属层Ag的厚度为1500~5000 ^所述第二金属层Ni的厚度为 乂)~500 A。
[0013] 进一步地，所述第一、第二N电极皆呈长条状，皆平行于所述倒装Lm)忍片的对称 面，从所述N型氮化嫁层的上表面的一个侧边处延伸到另一个侧边处，所述N型氮化嫁层的 上表面的所述侧边和所述另一个侧边彼此相对。
[0014] 进一步地，所述反射导电层作为所述倒装L邸忍片的P电极。
[0015] 进一步地，所述倒装Lm)忍片还包括反射层，所述反射层覆盖所述第一部分、所述 第二部分、所述反射导电层、所述第一 N电极和所述第二N电极。
[0016] 进一步地，所述反射层是分布式布拉格反射镜，所述分布式布拉格反射镜由交替 层叠的Si化薄膜和Ti化薄膜构成。
[0017] 进一步地，所述第一 N电极和所述第二N电极与所述N型氮化嫁层接触的部分是金 属层CrAl或金属层CrAg;所述第一 N电极和所述第二N电极与所述反射层接触的部分是金属 Cr、Ti、Ni或A1。
[0018] 进一步地，所述第一 N电极和所述第二N电极上分别具有一个引线部分，所述反射 层中在对应于所述第一 N电极和所述第二N电极的所述引线部分的位置处具有两个第一引 线孔，所述两个第一引线孔分别用于与所述第一、第二N电极的所述引线部分相接触;所述 反射层中还具有第二引线孔，用于与所述反射导电层相接触。
[0019] 进一步地，各个所述第一引线孔中W及所述第二引线孔中容纳有导电材料。
[0020] 进一步地，所述反射层上具有第一焊盘和第二焊盘，所述第二焊盘通过所述第二 引线孔中的所述导电材料与所述反射导电层电连接，所述第一焊盘分别通过所述两个第一 引线孔中的所述导电材料与所述第一 N电极和所述第二N电极的所述引线部分电连接。
[0021] 本发明还提供了一种倒装Lm)忍片的制造方法，用于制造所述倒装Lm)忍片，其特 征在于，包括：
[0022] 步骤一，在所述蓝宝石衬底上依次沉积N型氮化嫁层、多量子阱结构层和P型氮化 嫁层，光刻、刻蚀所述N型氮化嫁层、所述多量子阱结构层和所述P型氮化嫁层，形成纵截面 成凸字形的所述外延结构；
[0023] 步骤二，在所述P型氮化嫁层的上表面形成所述反射导电层;并继而在350°C至600 °C、真空或氮气氛围下合金化；
[0024] 步骤=，在所述第一部分和所述第二部分上形成所述第一、第二N电极；
[0025] 步骤四，在经过所述步骤=获得的所述倒装Lm)忍片的结构上形成所述反射层;并 继而在所述反射层上形成所述第一、第二引线孔；
[0026] 步骤五，在所述第一、第二引线孔中填充所述导电材料，在所述反射层上形成分别 与所述第一、第二引线孔中的所述导电材料电连接的第一、第二焊盘。
[0027] 在本发明的较佳实施方式中，提供了一种倒装Lm)忍片，其是镜面对称的结构，从 其中的蓝宝石衬底的上表面向上，依次分布着N型氮化嫁层、多量子阱结构层和P型氮化嫁 层，运=层的横截面为长方形，它们构成纵截面成凸字形的外延结构。P型氮化嫁层的上表 面具有反射导电层，作为用于给P型氮化嫁层加电的P电极，其为金属层NiAgNi，其中的第一 金属层Ni的厚度为3~30 A ;N型氮化嫁层的上表面暴露在多量子阱结构层之外的第一部 分和第二部分分别形成外延结构的两个肩部。第一、第二N电极分别分布在第一、第二部分 上，它们与倒装Lm)忍片的对称面平行，从N型氮化嫁层的上表面的一个侧边处延伸到另一 个侧边处。本发明并提供了上述倒装L邸忍片的制作方法。
[0028] 本发明的氮化嫁基倒装Lm)忍片通过设计镜面对称的结构，在P型氮化嫁层的上表 面布置了第一金属层Ni的厚度为3~30 A的金属层NiAgNi,作为反射导电层，也用作P电极。 运一薄层的第一金属层Ni能够使起反射作用的金属层Ag与P型氮化嫁层粘附良好，并有助 于实现低阻欧姆接触;而第二金属层Ni能够在对反射导电层合金化的过程中防止其中的Ag 因为起球导致的反射率下降，并能实现与反射层良好粘附。相对于现有技术，本发明中使用 的反射导电层具有结构简单，性能可靠的优势。另外，本发明对称地在N型氮化嫁层的上表 面布置两个N电极，由此能够通过两个N电极的位置来保证忍片的电流分布均匀;采用绝缘 的分布式布拉格反射镜作为反射层，覆盖反