专利名称：硅胶保护的发光二极管芯片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管芯片及其制造方法。
背景技术：
采用衬底剥离的方法制备GaN基垂直结构发光二极管是目前最常用的方法。这种方法需要将一块基板 与外延片键合在一起，然后去除外延生长所用的衬底。在键合面上经常会出现缝隙、气泡等缺陷，再加上 GaN外延层本身又薄又脆，因此对后续的芯片制造，包括划片、分选、翻膜、封装等工序带来很多困难， 经常出现芯片裂或者碎的情况，严重影响芯片制造的良品率。而且由于GaN本身的材料特性，即使不采用 剥离技术制备的芯片也在分选、封装的过程种出现裂纹或者碎片的情况，同样也影响了芯片制造的良品率。 更为严重的是，又很多有裂纹的芯片无法有效的将其分选出来，这些有裂纹的芯片在使用的过程种往往出 现漏电、死灯的情况，严重影响了器件的可靠性。
在本申请人提出的PCT/CN2008/001496的专利申请中提供一种发光二极管结构，这种结构的特点是具 有一层硅胶保护层。采用的硅胶具有透光性好、具有较好的强度。而且有一定的弹性。因此在芯片划片、 分选、翻膜以及封装的过程中，对芯片有很好的保护作用。而且在封装的过程中，由于硅胶的弹性，很好 的避免了GaN与环氧树脂之间的应力，而且其散热以及抗电击穿性能均优越于环氧树脂。总之，这种结构 可以保护芯片避免在芯片制造以及封装过程中外界因素的破坏，大大的提高了芯片的良品率和可靠性。此 种结构同样适用与同测电极的芯片。
这种结构虽然对于芯片具有保护作用，但用以上方法所制造的芯片，表面具有一层硅胶，而硅胶具有 较大的粘性，因此在划片、翻膜、分选以及封装等过程中出现硅胶与其它工件黏附的现象。硅胶与其余工 件黏附在一起后，在分离的过程中会造成硅胶的破损，给芯片的外观造成严重影响，另外黏附的现象给分 选和封装也会造成影响，出现分选过程中芯片粘在吸嘴上无法取下的现象，严重影响了分选的效率。在自 动封装过程也存在同样的问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题为提供一种硅胶保护的发光二极管芯片，使在生产过程中可以避免 或减少出现粘片、堵塞吸嘴等现象，从而提高生产效率。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供制造上述硅胶保护的发光二极管芯片的方法，使在LED芯 片的生产过程中可以避免或减少出现粘片、堵塞吸嘴等现象，从而提高生产效率。
为了解决本发明的第一个技术问题，本发明采用的该硅胶保护的发光二极管芯片，包括衬底以及在衬 底上形成的多层半导体结构，在多层半导体结构的表面上形成有硅胶层，在所述硅胶层表面还形成有用于 防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜。本发明的所述用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜是由一层或多层 材料构成。所述用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜最好为透明、绝缘、折射率为1.2 2.0的薄膜。
本发明的优选方案为所述用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜包括Si02或SiNx材料。
本发明的优选方案为所述用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜厚度在0.01微米到100微米。
为了解决本发明的第二个技术问题，本发明提出一种制备硅胶保护发光二极管芯片的方法，包括在 硅衬底上形成多层半导体结构；在所述多层半导体结构的表面上形成覆盖的硅胶层；在所述硅胶层的表面 上形成有一层用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜。
本发明所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法的改进方案为所述用于防止硅胶层与其它工件黏 附的薄膜是通过等离子体对于硅胶层进行处理而得到。
本发明所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法的优选方案为所述用于防止硅胶层与其它工件黏 附的薄膜采用NH3等离子气体进行处理，处理时间为1一20分钟，温度为室温到280'C，压力为200MTorr 一2000MTorr。
本发明所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法的优选方案为所述用于防止硅胶层与其它工件黏 附的薄膜形成方法包括以下方法的任一种溅射、蒸发、电镀、化学镀、涂层、喷射或印刷。
本发明所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法的优选方案为所述等离子体为NH3、 N2或02的
3气体。
本发明的有益效果如下
相比现有技术，本发明形成在硅胶层表面上的用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜可以很大程度的 降低硅胶的黏性，使得芯片在划片、翻膜、分选以及封装等过程中的黏附问题得到了有效的解决。
图1水平结构的发光二极管芯片形成有硅胶层和用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜的剖面结构示 意图。
图2垂直结构的发光二极管芯片形成有硅胶层和用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜的剖面结构示 意图。
具体实施例方式
本发明提供一种硅胶保护的发光二极管芯片及其制造方法。 实施例一
参看图1所示，芯片结构为水平结构。衬底8为生长衬底。在衬底8上的多层半导体结构，由下至上 依次为N型层4、发光层3和P型层2，在N型层4上有N电极7，在P型层上有P电极2，在多层半导 体结构的表面形成有硅胶层5。 P电极4和N电极2露出硅胶层的外面，以供焊接电极引线。在硅胶层5 的表面形成有用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜6。
本实施例的制作过程如下
首先通过MOCVD生长和芯片工艺在生长衬底上形成多层半导体结构，制成进一步加工的初级芯片。 然后在芯片上以500r/min速度涂胶10秒，用热板U(TC烘烤120s，光刻板掩膜，以1000mJ/cn^紫外光进 行曝光，紫外曝光后在150°C下烘烤180s，用NRD (负性显影液)显影120s，在负胶漂洗液中漂洗120s， 在15(TC的温度下固化120min后获得平均厚度为5-10微米的硅胶保护层。然后涂掩膜胶，将掩膜胶进行 光亥IJ，使需要刻蚀的硅胶暴露出来，进行ICP刻蚀，去除掩膜胶，最终即可获得图2所示的芯片结构。以 上采用的是DOW CORNING 5351系列可光刻硅胶。
在完成硅胶的制造后，将芯片放入等离子体增强型化学气相淀积设备PECVD中，通入NH3气，并用 NH3等离子气体进行处理，处理时间可以控制在2-10分钟，温度可以控制在室温到28(TC之间，压力在 200MTorr-2000MTorr之间。通过以上的处理，硅胶表面形成一层很薄的SiNx膜，从而降低了硅胶的黏性， 使得芯片在划片、翻膜、分选以及封装等过程中的黏附问题得到了有效的解决。
实施例二
参看图2所示，芯片结构为垂直结构。衬底8为转移衬底，该结构为经过倒装焊的结构。其结构又下 至上依次为P电极2、衬底8、过度层9、 P型层l、发光层3、 N型层4和N电极7。在多层半导体结构 的表面形成有硅胶层5。 N电极2露出硅胶层的外面，以供焊接电极引线。在硅胶层5的表面形成有用于 防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜6。
本实施例的制作过程如下
首先通过MOCVD生长和芯片工艺形成如图2所示的初级芯片，然后在初级芯片上以3000r/min速度 涂胶30秒，用热板ll(TC烘烤120s，光刻板掩膜，以1000mJ/cn^紫外光进行曝光，紫外曝光后在150°C 下烘烤180s,用NRD (负性显影液)显影120s，在负胶漂洗液漂洗120s,在150'C的温度下固化120min 后获得平均厚度为5-10 y m的硅胶保护膜。以上采用的是DOW CORNING 5351系列可光刻硅胶。
在完成硅胶的制造后，用磁控溅射的方法在硅胶表面沉积一层Si02防粘薄膜，然后涂掩膜胶，将掩膜 胶进行光刻，使需要刻蚀的硅胶暴露出来，进行RIE刻蚀，去除掩膜胶，最终即可获得图2所示的芯片结 构。通过以上的处理，硅胶表面形成一层很薄的Si02膜，从而降低了硅胶的黏性，使得芯片在划片、翻膜、 分选以及封装等过程中的黏附问题得到了有效的解决。
权利要求
1、一种硅胶保护的发光二极管芯片，包括衬底以及在衬底上形成的多层半导体结构，在多层半导体结构的表面上形成有硅胶层，其特征在于在所述硅胶层表面还形成有用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜。
2、 如权利要求1所述的硅胶保护的发光二极管芯片，其特征在于所述用于防止硅胶层与其它工件黏 附的薄膜是由 一层或多层材料构成。
3、 根据权利要求1所述的硅胶保护的发光二极管芯片，其特征在于所述用于防止硅胶层与其它工件 黏附的薄膜为透明、绝缘、折射率为1.2 2.0的薄膜。
4、 如权利要求1所述的硅胶保护的发光二极管芯片，其特征在于所述用于防止硅胶层与其它工件黏 附的薄膜包括Si02或SiNx材料。
5、 如权利要求1所述的硅胶保护的发光二极管芯片，其特征在于所述用于防止硅胶层与其它工件黏 附的薄膜厚度在0.01微米到100微米。
6、 一种制备硅胶保护发光二极管芯片的方法，包括在硅衬底上形成多层半导体结构；在所述多层半 导体结构的表面上形成覆盖的硅胶层；其特征在于所述方法还包括在所述硅胶层的表面上形成有一层用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜。
7、 如权利要求6所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法，其特征在于所述用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜是通过等离子体对于硅胶层进行处理而得到。
8、 如权利要求7所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法，其特征在于所述用于防止硅胶层与其 它工件黏附的薄膜采用NH3等离子气体进行处理，处理时间为1一20分钟，温度为室温到280'C，压力为 200MTorr一2000MTorr。
9、 如权利要求6所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法，其特征在于所述用于防止硅胶层与其 它工件黏附的薄膜形成方法包括以下方法的任一种溅射、蒸发、电镀、化学镀、涂层、喷射或印刷。
10、 如权利要求7所述的制备硅胶保护发光二极管芯片的方法，其特征在于所述等离子体为NH3、 N2或Cb的气体。
全文摘要
本发明公开了一种硅胶保护的发光二极管芯片及其制造方法。本发明使在生产过程中可以避免或减少出现粘片、堵塞吸嘴等现象，从而提高生产效率。本发明采用的该硅胶保护的发光二极管芯片包括衬底以及在衬底上形成的多层半导体结构，在多层半导体结构的表面上形成有硅胶层，在所述硅胶层表面还形成有用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜。本发明提出的方法包括在硅衬底上形成多层半导体结构；在所述多层半导体结构的表面上形成覆盖的硅胶层；在所述硅胶层的表面上形成有一层用于防止硅胶层与其它工件黏附的薄膜。本发明可以使得芯片在划片、翻膜、分选以及封装等过程中的黏附问题得到了有效的解决。
文档编号H01L33/00GK101488553SQ20091011491
公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者刘军林, 江风益, 立 王, 章少华 申请人:晶能光电(江西)有限公司