一种倒装led芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体光电芯片制造领域，特别涉及一种倒装LED芯片。
【背景技术】
[0002]自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，GaN基LED已被广泛应用于户内外显示屏、投影显示用照明光源、背光源、景观亮化照明、广告、交通指示等领域，并被誉为二十一世纪最有竞争力的新一代固体光源。然而对于半导体发光器件LED来说，要代替传统光源，进入高端照明领域，必须同时解决三个问题:一是要解决发光亮度提升问题，二是要解决散热问题，三是要解决生产成本的降低问题。
[0003]近年来，各种为提高LED发光亮度的技术应运而生，例如图形化衬底技术、高压芯片、垂直结构、DBR技术等。
[0004]其中图形化衬底技术最具成效，在2010年到2012年间，前后出现的锥状结构的干法图形化衬底和金字塔形状的湿法图形化衬底完全取代了表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底，使LED的晶体结构和发光亮度都得到了革命性的提高。但是图形化的衬底代替表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底无疑增加了 LED的生产成本，虽然所增加的成本随着图形化衬底制作技术水平的提高会慢慢降低，但却无法完全消除。
[0005]随着半导体集成技术的高速发展，一种称为高压芯片的LED结构应运而生，此种结构的LED —般是在外延层形成后，通过光刻刻蚀工艺形成隔离槽，再在隔离槽内填充绝缘材料，最后在各绝缘隔离的外延层上制作电极并形成串联结构；虽然这种结构可以提高LED的发光亮度，但形成隔离槽、填充绝缘材料的工艺过程却大大增加了芯片的制造成本，不仅如此，在一定程度上还降低了 LED芯片的可靠性，例如由于现有刻蚀均匀性达不到要求而导致的深槽刻蚀不干净，会最终导致漏电，降低LED芯片的抗击穿能力等。
[0006]无论是图形化衬底技术还是高压芯片都没有很好地解决LED芯片的散热问题，垂直结构和倒装芯片技术将正装芯片倒装焊接于一导电导热性能良好的基板上，使得发热比较集中的发光外延层更接近于散热热尘，使大部分热量通过基板导出，而不是从散热不良的蓝宝石衬底导出，这在一定程度上缓解了 LED芯片的散热问题。
[0007]垂直结构的LED芯片不需要刻蚀N区材料，这在一定程度上降低了 LED的一部分生产成本，且与其它结构的LED芯片的电流流动方式不同，它更适于大电流的注入，进一步提高LED芯片的发光亮度。然而，和高压芯片一样，垂直结构的LED也需要形成隔离槽，这又大大提高了 LED的生产成本，不仅如此，垂直结构的芯片还需要剥离掉衬底，所以这再一次提高了 LED芯片的生产成本。与垂直结构的LED芯片相比，倒装结构的LED芯片在生产成本方面可能更占优势。
[0008]为了使LED技术快速发展，使其尽早在照明领域扮演更重要的较色，一种能同时解决上述三个问题的倒装LED芯片亟待研发。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型提供了一种倒装LED芯片，以解决现有技术中的问题。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种倒装LED芯片，包括:
[0011]衬底以及形成于所述衬底上的外延层，所述外延层包括依次形成于所述衬底上的N型外延层、有源层和P型外延层；
[0012]形成于所述外延层中并暴露所述N型外延层的阵列排布的凹槽；
[0013]形成于所述P型外延层上的接触层，所述接触层对应所述凹槽的位置处设有接触层开口 ；
[0014]形成于所述接触层上的若干第一柱状金属层以及形成于每个凹槽内的第二柱状金属层；
[0015]形成于所述P型外延层、接触层、第一柱状金属层、第二柱状金属层上以及所述凹槽内的绝缘反射层，所述绝缘反射层设有暴露所述第一柱状金属层的第一绝缘反射层开口以及暴露所述第二柱状金属层的第二绝缘反射层开口；
[0016]形成于所述绝缘反射层上的若干间隔排布的第一条状金属层和第二条状金属层；
[0017]形成于所述绝缘反射层、第一条状金属层和第二条状金属层上的绝缘层，所述绝缘层设有暴露所述第一条状金属层部分区域的第一绝缘层开口以及暴露所述第二条状金属层部分区域的第二绝缘层开口 ；以及
[0018]形成于所述绝缘层上的第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘通过所述第一条状金属层和第一柱状金属层与所述P型外延层形成电连接，所述第二焊盘通过所述第二条状金属层和第二柱状金属层与所述N型外延层形成电连接。
[0019]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，还包括一倒装基板，所述倒装基板包括第一导电基板、第二导电基板以及用以绝缘隔离所述第一导电基板和第二导电基板的绝缘隔离固定板，所述第一导电基板与所述第一焊盘形成电连接，所述第二导电基板与所述第二焊盘形成电连接。
[0020]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述第一条状金属层和第二条状金属层均呈矩形条状。
[0021]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述第一条状金属层与同一行中所有第一柱状金属层电连接，所述第二条状金属层与同一行中所有第二柱状金属层电连接；或者，所述第一条状金属层与同一列中所有第一柱状金属层电连接，所述第二条状金属层与同一列中所有第二柱状金属层电连接。
[0022]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述第一绝缘层开口和第二绝缘层开口均为矩形条状开口，所述第一绝缘层开口和第二绝缘层开口沿所述第一条状金属层和所述第二条状金属层的长度方向错开分布。
[0023]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述第一焊盘和第二焊盘均呈矩形片状，沿所述第一条状金属层和第二条状金属层的长度方向排列。
[0024]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，还包括阵列排布于所述P型外延层上的阻挡层，所述第一柱状金属层形成于所述阻挡层上方的接触层上，所述阻挡层与所述凹槽间隔错开排布。
[0025]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，还包括形成于所述倒装基板与所述第一焊盘和第二焊盘的接触面上的粘合层。
[0026]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述绝缘反射层是DBR反射层；或者，所述绝缘反射层由金属反射层和绝缘介质层组合而成，所述金属反射层的材料为银，所述绝缘介质层的材料为二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的至少一种。
[0027]进一步的，在所述的倒装LED芯片中，所述第一柱状金属层、第二柱状金属层、第一条状金属层、第二条状金属层、第一焊盘和第二焊盘均由Cr、T1、Al、N1、Au、Ag、Cu、Sn中至少两种材料组合而成。
[0028]在本实用新型提供的倒装LED芯片中，在接触层上形成若干第一柱状金属层，在每个凹槽内形成第二柱状金属层，再形成绝缘反射层，并在绝缘反射层上形成若干间隔排布的第一条状金属层和第二条状金属层，然后在绝缘反射层、第一条状金属层和第二条状金属层上形成具有第一绝缘层开口和第二绝缘层开口的绝缘层，第一焊盘通过第一条状金属层和第一柱状金属层与P型外延层形成电连接，第二焊盘通过第二条状金属层和第二柱状金属层与N型外延层形成电连接。如此，本实用新型采用阵列排布的凹槽，并通过三层金属结构(第一和第二焊盘、第一和第二条状金属层、第一