显示用红色led直接焊接晶片的制备方法和晶片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法 和晶片。
【背景技术】
[0002] 传统的半导体发光晶片，要通过MOCVD先生成外延片，然后后工序做电极，再通过 切割分级交给下游应用，下游应用前要先做"封装"（PACKAGE)然后再固定在应用产品的电 路载体（PCB)上去实现相关的电性连接和功能。
[0003] 在晶片后工序的电极制作里，主要是制作出为下游使用时通过能用超声波焊接金 线或铝线的电极。
[0004] 在下游应用前要先做"封装"，主要是在合理的支架（FRAME)上用有导电性的银胶 来固晶，安装稳妥其中的一个电极并实现电性连接，然后再通过超声波焊线机把晶片的另 一电极用金线或铝线焊接并连接到支架的另一独立电性引脚，最后再用透明环氧树脂把晶 片，支架的一部分和连接她们的金线或铝线一起用预先做过光学透镜设计的模粒浇注密封 起来。有部分电性支架的引脚是外露的，是作为与其他电子器件配套使用时做SMT连接或 DIP插件安装之于应用产品的PCB之上应用。
[0005] 在做"封装"这道工序里，由于一定要焊线，必然在发光面上留下不透明的金或铝 线熔焊点遮住了部分的光射出方向，而且会在单独的点光源的光斑里留下枯空的"黑"心 点，而不是理想的点光源均匀的光斑。
[0006] 此外，在半导体发光应用日益趋向性价比的市场环境的要求下，对半导体发光晶 片的供应成本提出了巨大的降低要求。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种低成本、高出光率的红色LED直接焊接晶片的制备方法 和晶片，其制备方法简单，能够制备得到顶部为出光面，底部为正负极，能够直接焊接在PCB 或积层电路板上用于显示使用的LED晶片。
[0008] 第一方面，本发明实施例提供了一种显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法， 所述方法包括：
[0009] 对衬底的正面和背面都进行第一图形化处理；所述衬底包括蓝宝石衬底、GaAs衬 底或SiC衬底；
[0010] 在第一图像化处理后的所述衬底上依次进行N型外延层和P型外延层生长，并进 行化学机械抛光；
[0011] 进行N区光刻和刻蚀，在第一图形化区域内露出N型外延层；
[0012] 淀积电流阻挡层；
[0013] 进行电流阻挡层光刻和图形化刻蚀；
[0014] 淀积电流扩散层；
[0015] 进行电流扩散层光刻和图形化刻蚀，在第二图形化区域内露出P型外延层，并在 第三图形化区域内露出N型外延层；
[0016] 预退火后，进行金属层光刻和图形化刻蚀；
[0017] 灰化后，进行金属蒸锻，沉积Cr, Ni, Au, Ti, Sn,其中最外层为AuSn合金；
[0018] 对金属层剥离；剥离后，在所述第二图形化区域和第三图形化区域上形成所述晶 片的两个电极；
[0019] 使用激光对衬底进行衬底激光剥离，对剥离后露出的N型外延层表面进行钝化层 淀积；
[0020] 退火后得到所述显示用红色LED直接焊接晶片。
[0021] 优选的，所述方法还包括：在退火后，对所述红色LED直接焊接晶片进行焊接性模 拟测试。
[0022] 优选的，在所述使用激光对衬底进行衬底激光剥离之后，所述方法还包括：
[0023] 对切割剥离衬底后留下的N型外延层的表面进行碾磨；
[0024] 并对切割后的红色LED直接焊接晶片进行二次钝化。
[0025] 优选的，所述N型外延层具体为N型GaN或InGaN或InGaAlP。
[0026] 优选的，所述P型外延层具体为P型GaN或InGaN或InGaAlP。
[0027] 第二方面，本发明实施例提供了 一种应用上述第一方面所述方法制备得到的红色 LED直接焊接晶片。
[0028] 在本发明提供的显示用红色LED直接焊接晶片的制备方法，简便易行，能够制备 得到用于显示的红色LED直接焊接晶片。晶片采用了共晶电极，从而可以直接在应用产品 的PCB上做共晶焊接工艺来完成与其他电子元器件的电性连接，省去传统的封装加工工序 从而有效的节省了设备加工成本和人工成本。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明实施例提供的制备方法流程图；
[0030] 图2为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之一；
[0031] 图3为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之二；
[0032] 图4为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之三；
[0033] 图5为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之四；
[0034] 图6为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之五；
[0035] 图7为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之六；
[0036] 图8为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之七；
[0037] 图9为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片的制备示意图之八；
[0038] 图10为本发明实施例提供的红色LED直接焊接晶片。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0040] 本发明的显示用红色LED直接焊接（Direct Attach, DA)晶片的制备方法和LED 晶片主要用于显示方面，主要包括LED显示屏,超小间距LED显示屏,超高密度LED显示屏， LED正发光电视，LED正发光监视器，LED视频墙，LED指示，LED特殊照明等。
[0041] 图1为本发明实施例提供的制备方法流程图，图2-图8为本发明实施例提供的制 备过程示意图，下面以图1并结合图2-图8对本发明的制备方法进行说明。
[0042] 步骤101，对衬底的正面和背面都进行第一图形化处理；
[0043] 首先，采用图形化蓝宝石衬底（Pattern Sapphire Substrate, PSS)工艺对衬底进 行图形化处理。优选地，所述图形化处理对衬底的正面和背面都进行图形化处理。所述衬 底包括蓝宝石衬底、GaAs衬底或SiC衬底。
[0044] 经过PSS处理后，衬底的图形化正面和背面是为了后工序完成后切割晶片激光刀 具能对齐，不会伤害到晶片本体。
[0045] 步骤102,在第一图像化处理后的所述衬底上依次进行N型外延层和P型外延层生 长，并进行化学机械抛光；
[0046] 具体的，在衬底的一侧表面进行外延层的生长。外延生长可以采用金属有机物化 学气相淀积（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, M0CVD)的方式进行。其中， MOCVD是以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长的原材 料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种III-V族、II - VI族化合物半导体以 及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。例如，通过M0CVD，可以在图形化衬底的正面淀积形 成PN结，即形成相邻的P型层和N型层。取决于所采用的原材料，外延层可以形成为氮化 镓（GaN)或InGaN或InGaAlP,其中P型层可以为P-GaN或InGaN或InGaAlP中的任一种， N型层为N-GaN或InGaN或InGaAlP中的任一种。外延生长后的剖面图如图2所示。
[0047] 步骤103,进行N区光刻和刻蚀，在第一图形化区域内露出N型外延层；
[0048] 具体的，首先，利用光刻胶（Optical Resist，PR)和具有预定图案的掩膜板对对外 延层表面进行光刻，从而使外延层表面的光刻胶形成该预定图案。该预定图案为多个重复 图案的阵列，阵列中的每个图案镂空处为需要露出N型外延层的位置。
[0049] 接下来，进行蚀刻处理，无光刻胶的地方被刻蚀到露出N型外延层，具体如图3所 /Jn 〇
[0050] 步骤104,淀积电流阻挡层；
[0051] 具体的，电流阻挡层（Current Bl