出光效率高散热性能好的倒装led芯片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于发光器件的制造领域，设及一种倒装结构的发光二极管巧片。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)光源具有高效率、长寿命、不含化等有害物质的优点。随着LED 技术的迅猛发展，LED的亮度、寿命等性能都得到了极大的提升，使得LED的应用领域越来 越广泛，从路灯等室外照明到装饰灯等市内照明，均纷纷使用或更换成L邸作为光源。
[0003] 半导体照明行业内，一般将LED巧片的结构分成正装巧片结构、垂直巧片结构和 倒装巧片结构=类。与其它两种巧片结构相比，倒装巧片结构具有散热性能良好、出光效率 高、饱和电流高和制作成本适中等优点，已经受到各大L邸巧片厂家的重视。在进行封装 时，倒装L邸巧片直接通过表面凸点金属层与基板相连接，不需要金线连接，因此也被称为 无金线封装技术，具有耐大电流冲击和长期工作可靠性高等优点。
[0004] 现有制作倒装L邸巧片的方法，如图1所示，一般需经过六个主要步骤。步骤一： 如图2-a所示，刻蚀外延衬底10上的部分P型外延层13、发光层12和N型外延层11 W形 成台阶结构，一般采用ICP (In化ctive Coupled Plasma)干法刻蚀，刻蚀掩膜采用光刻胶 或二氧化娃层。步骤二；如图2-b所示，在N型外延层11表面设置N接触金属层20,由电 子束蒸发工艺搭配光刻剥离工艺完成。步骤如图2-C所示，在P型外延层13表面设置 P接触金属层21，由电子束蒸发工艺搭配光刻腐蚀工艺完成。步骤四；如图2-d所示，在P 接触金属层21表面设置P阻挡保护层22,由电子束蒸发工艺搭配光刻腐蚀工艺完成，P阻 挡保护层用于阻挡P接触金属层的金属迁移。步骤五；如图2-e所示，在巧片表面制备具 有通孔的绝缘层23,绝缘层材料一般为Si〇2,由阳CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)等离子体增强化学气相沉积法搭配光刻腐蚀工艺完成。步骤六；如图2-f所 示，在绝缘层23表面设置表面电极层，表面电极层24通过通孔与P阻挡保护层22和N接 触金属层20电连接，一般由电子束蒸发工艺搭配光刻剥离工艺完成。
[0005] 现有的该种倒装L邸巧片，由于光刻精度的限制，其形成的倒装L邸巧片结构还存 在一些不足之处，其导电导热性能还有待进一步改进。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型为弥补现有技术中存在的不足，提供一种具有良好导热导电性能、且 有利于提高LED巧片出光效率的倒装LED巧片。
[0007] 本实用新型为达到其目的，采用的技术方案如下：
[000引本实用新型提供一种出光效率高散热性能好的倒装L邸巧片，包括外延衬底，在 外延衬底上表面依次层叠有N型外延层、发光层、及P型外延层，所述P型外延层其上开设 有凹孔，且所述凹孔向下贯穿过所述发光层并延伸至所述N型外延层，在所述P型外延层上 表面依次层叠有P接触金属层、P阻挡保护层、及P表面电极层，且所述P阻挡保护层的下 表面与P接触金属层的上表面重合，对应于所述凹孔的底部的N型外延层上表面依次层叠 有N接触金属层、N表面电极层，且N接触金属层与所述凹孔的边缘之间留有空隙，所述空 隙其壁面设有绝缘层。
[0009] 进一步的，邮邻所述凹孔的P接触金属层的边缘和邮邻所述凹孔的P型外延层的 边缘之间存在空间。
[0010] 进一步的，邮邻所述凹孔的P接触金属层的边缘和邮邻所述凹孔的P型外延层的 边缘之间的距离为2?10 y m。
[0011] 进一步的，N接触金属层的边缘与所述凹孔的边缘之间的距离为2?10 ym。
[0012] 具体的，P型外延层其上开设有一个或两个W上的所述凹孔。
[0013] 所述凹孔其横截面呈圆形或方形或其他形状。
[0014] 本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：
[0015] 1)本实用新型提供的倒装L邸巧片，其P阻挡保护层的下表面边缘与P接触金属 层的上表面边缘重合且稍微小于P型外延层，该样不仅使欧姆接触面积增大，提高倒装LED 巧片的导电导热能力，还可使LED巧片的反光面积增大，从而提高巧片的出光效率。
[0016] 2)本实用新型提供的倒装L邸巧片，其P阻挡保护层的下表面边缘与P接触金属 层的上表面边缘重合且与凹孔边缘的距离大于等于2 ym(如2?10 ym)，另外，N接触金属 层的边缘与凹孔边缘的距离大于等于2 ym(如2?10 ym)，有利于防止P/N电极由于工艺 误差或者金属迁移导致短路。
【附图说明】
[0017] 图1是现有制备倒装LED巧片的方法流程图；
[001引图2a-图2f各图为现有制备倒装LED巧片的步骤不意图；
[0019] 图3为本实用新型提供的倒装LED巧片的一种剖面示意图；
[0020] 图4a-图4d各图为本实用新型提供的凹孔开设数量及形状不同的倒装L邸巧片 的俯视图；
[0021] 图5为制备例1的制备流程图；
[0022] 图6-图9各图为制备例1审IJ备过程的部分步骤示意图；
[0023] 图10为制备例2的制备流程图；
[0024] 图11-图14各图为制备例2制备过程的部分步骤示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明：
[0026] 实施例1为倒装LED巧片实施例。
[0027] 本实施例提供的倒装LED巧片，其剖面示意图如图3所示，其俯视示意图如图4-a 所示。该倒装LED巧片包括外延衬底100,在外延衬底100上表面依次层叠有N型外延层 101、发光层102及P型外延层103。其中，在P型外延层103上表面开设有凹孔500,该凹孔 500向下贯穿过发光层102并向下延伸至N型外延层101。在P型外延层103上表面依次层 叠有P接触金属层201、P阻挡保护层202及P表面电极层203,而且，P阻挡保护层202的 下表面和P接触金属层201的上表面重合，即P阻挡保护层202的下表面面积和P接触金 属层201的上表面面积一致。在对应于凹孔500底部的N型外延层部分的上表面依次层叠 有N接触金属层204、N表面电极层205,而且，N接触金属层204和凹孔500底部边缘之间 留出空隙，从而形成一个围绕于N接触金属层204和N表面电极层205的空隙区域。在空 隙的壁面设有绝缘层301。邮邻所述凹孔500的P接触金属层201的边缘和邮邻所述凹孔 500的P型外延层103的边缘之间存在空间，即P接触金属层201未层叠于邮邻凹孔500的 P型外延层部分的上表面，较优的，邮邻所述凹孔500的P接触金属层201的边缘和邮邻所 述凹孔500的P型外延层103的边缘之间的距离为2?10 ym。较优的，N接触金属层204 的边缘与凹孔500的边缘之间的距离为2?10 ym。
[002引具体而言，图3所示的倒装L邸巧片，其绝缘层301贴附于N接触金属层204侧表 面、处于空隙区域中的N型外延层101表面及侧面，及邮邻空隙区域的发光层102、P型外延 层103、P接触金属层201和P阻挡保护层202的外露表面，绝缘层还进一步贴附于部分N 表面电极层205侧表面及与凹孔500邮邻的部分P表面电极层203的侧表面。
[0029] 本实施例提供如图3所示的倒装L邸巧片其仅是一个【具体实施方式】，其中对于凹 孔500的开设数量可W是一个或者是多个，对于凹孔500横截面的具体形状也可W是多种 多样的，例如可W是方形或圆形等，图4-a至图4-d示出了几种设有不同凹孔数量及凹孔形 状不同的具体倒装L邸巧片的俯视示意图。
[0030] 本实施例的倒装LED巧片，其外延衬底100选用藍宝石，其N型外延层101和P型 外延层103均为渗杂的氮化嫁外延层，其发光层102为多层量子阱结构。P接触金属层201 的材质由Ag、Al、Ni、Pt、Au、ITO中的一种或多种组成，P接触金属层201可同时起到欧姆 接触层和反光层的作用。P阻挡保护层202的材质由Ti、Al、TiW、Ni、Pt、Au中的一种或多 种组成。绝缘层301的材质由Si化、Si3N4、Al2〇3、PI和SOG中的一种或多种组成。P表面电 极层203和N表面电极层205 W及N接触金属层204的材质由Ti、A1、Cr、Ni、Pt、Au、Ag、 AuSn、SnAg、SnAgOi、Sn中的一种或多种组成均可。
[0031] 本实用新型提供的倒装L邸巧片，P接触金属层201和P阻挡保护层202的覆盖 面积一致且边缘略小于P型外延层103。本实施例的倒装L邸巧片，其将P阻挡保护层202 和P接触金属层201的面积最大化，一方面使欧姆接触面积更大程度的增大，从而提高倒装 L邸巧片的导电导热能力，另一方面使反光面积增大进一步提高巧片的出光效率。更多的， P接触金属层201和P阻挡保护层202的覆盖面积一致且边缘略小于P型外延层103的上 表面边缘，可W防止P/N电极由于工艺误差或者金属迁移导致短路。
[0032] 为了便于更好的理解本实用新型提供的倒装L邸巧片，W下提供几个制备实施例 对本实用新型提供的倒装L邸巧片的制备过程进行介绍，W供参考。
[0033] 制备例1
[0034] 本制备例为实施例1中的倒装LED巧片的制备例，其制备方法的简略流程参见图 5。
[0035] 为了简化视图，本实施例中未将设及的涂光刻胶层、图形化光刻胶层的步骤示意 图示出，此为本领域的公知常识，即使不做说明，本领域技术人员也可W理解。
[0036] 制备例1按照如下步骤进行，为便于理解，W下步骤结合图6?9及图3进行介 绍：
[0037] 步骤1);准备一外延片，所述外延片包括一外延衬底100,及依次层叠于外延衬底 上表面的N型外延层101、发光层102、及P型外延层103 ;在外延片的P型外延层103上表 面制备整层的P接触金属层201 ;P接触金属层201的厚度为800A?5000A，制备方法为电子 束蒸发或磁控瓣射；然后对整层的P接触金属进行退火处理。
[003引步骤2);