红光led倒装芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电器件技术领域，尤其涉及一种红光LED倒装芯片的制作方法
【背景技术】
[0002]LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用LED发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成大面积显示屏幕，LED显示屏以可靠性高、亮度高、使用寿命长、环境适应能力强、耐冲击、性能稳定等特点，将成为平板显示领域的主流产品
[0003]随着LED芯片制造、集成封装、显示控制和工艺技术的不断进步，高清LED显示产品将引领LED显示的发展趋势。LED小点间距显示产品具有亮度高、整体无拼缝、寿命长、高效节能、响应时间短、大视角等优势，预计高清LED显示产品将在未来爆发式增长。
[0004]实现高清显示的关键技术是缩小显示屏的发光像素。目前比较好的方法是将红、绿、蓝倒装芯片通过倒装焊工艺或共晶焊工艺直接固晶在多层PCB板上，倒装芯片无需打金线，直接在PCB板上层制备好金属电极形成LED芯片的点阵排列，比过去使用正装红、绿和蓝芯片节约了打金线连接电极的空间，因此像素点间距大大缩小。
[0005]在倒装LED芯片的制备工艺中，红光LED倒装芯片的制备难度远远大于蓝光和绿光LED倒装芯片。红光LED是在砷化镓半导体衬底上同质外延铝镓砷等发光材料制备而成，若制备成同面电极的倒装结构芯片，需要剥离掉这个半导体衬底，再粘接一个绝缘衬底才能进行后续的与蓝光和绿光LED —样的芯片制备工艺，比如:刻蚀、光刻、蒸镀、腐蚀等工艺。因此，红光LED由于制备工艺步骤多、周期长和工艺难度大，使得最终的成品率低、成本较高。
【发明内容】
[0006]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种红光LED倒装芯片的制作方法，采用现有砷化镓衬底的红光垂直结构LED芯片，通过在制备有导电通孔和金属电极的基板上固晶红光垂直结构LED芯片，再进行导电电极连接工艺和封胶保护工艺，形成基板背面双电极的红光LED倒装芯片。红光LED倒装芯片的尺寸在原红光LED垂直结构芯片的1.2倍以内，工艺简单，成品率高、成本低。
[0007]本发明提供一种红光LED倒装芯片的制作方法，包括如下步骤:
[0008]步骤1:采用激光钻孔工艺在基板上得到两个通孔；
[0009]步骤2:在两个通孔的侧壁制备金属，形成导电通孔；
[0010]步骤3:在两个通孔上下面的周围制作金属电极，使上下面的金属电极连通；
[0011]步骤4:将一红光LED垂直结构芯片固晶在基板上的一通孔上，使红光LED垂直结构芯片与通孔上的金属电极连接；
[0012]步骤5:在红光LED垂直结构芯片的周围及上面制备绝缘层，并暴露出红光LED垂直结构芯片上的P电极；
[0013]步骤6:在红光LED垂直结构芯片上的P电极及基板上的另一通孔上的金属电极之间制备导电电极，形成基片；
[0014]步骤7:将基片进行封胶，完成制备。
[0015]从上述技术方案可以看出，本发明提供的红光LED倒装芯片的制作方法，具有以下有益效果:采用现有的红光垂直结构LED，通过在制备有导电通孔和金属电极的基板上固晶红光垂直结构LED芯片，进行金属电极转移工艺和封胶保护工艺，形成基板背面双电极的红光LED倒装芯片。无需剥离红光LED原有的砷化镓衬底，无需粘接绝缘衬底，工艺简单、成品率高、成本低。
【附图说明】
[0016]为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中:
[0017]图1本发明的的工艺流程图；
[0018]图2是本发明基板的结构图；
[0019]图3是本发明制备工艺步骤2的结构图；
[0020]图4是本发明制备工艺步骤3的结构图；
[0021]图5是本发明制备工艺结束后的结构不意图。
[0022]其中
[0023]1-基板
[0024]11-基板通孔2-红光LED垂直结构芯片
[0025]12-基板侧壁金属 21-红光红光LED垂直结构芯片N电极
[0026]13-基板上金属电极22-红光红光LED垂直结构芯片发光体
[0027]14-基板下金属电极23-红光红光LED垂直结构芯片P电极
[0028]3-绝缘层
[0029]4-导电电极
[0030]5-硅胶
【具体实施方式】
[0031]请参阅图1-图5所示，本发明提供一种红光LED倒装芯片的制作方法，包括如下步骤:
[0032]步骤1:采用激光钻孔工艺在基板I (图2中)上得到两个通孔11 (图3中)。其中所述基板I是高阻硅、陶瓷或PCB材料；
[0033]步骤2:在两个通孔11的侧壁制备金属12(图3中)。其中所述金属为Au、Al、Ag或Pt，或Au、Al、Ag、Pt与T1、Cr、Ni的合金，金属厚度为l_4um。采用派射工艺制备侧壁金属12。
[0034]步骤3:在两个通孔11上下面的周围制作金属电极13、14，形成导电通孔。金属电极13通过通孔11的侧壁金属12与金属电极14连接在一起(图4中)。其中所述金属电极为Au、Al、Ag或Pt，或Au、Al、Ag、Pt与T1、Cr、Ni的合金，金属厚度为I?4um。金属电极13、14的制备是采用电子束蒸发、溅射或其他薄膜淀积工艺。
[0035]步骤4:将一红光LED垂直结构芯片2固晶在基板I上的一通孔11上，使红光LED垂直结构芯片2与通孔11上的金属电极13连接，所述红光LED垂直结构芯片2包括一 N电极21、一发光体22和一 P电极23。其中所述固晶工艺是直接固晶工艺、倒装焊工艺或共晶焊工艺。直接固晶工艺是通过导电银浆将红光LED垂直结构芯片2粘接在基板I的金属电极13上，加温固化。倒装焊工艺是通过植金球于基板I的金属电极13上，通过超声焊将红光LED垂直结构芯片2与金属电极13上的金球粘结在一起。共晶焊工艺是通过助焊剂和回流焊将LED垂直结构芯片2粘结在基板I的金属电极13上。
[0036]步骤5:在红光LED垂直结构芯片2的周围及上面制备绝缘层3，并暴露出红光LED垂直结构芯片2上的P电极23。其中所述绝缘层制备工艺是PECVD工艺(等离子增强型化学气相淀积)或离子束溅射工艺。绝缘层材料为二氧化硅、氮化硅或氧化钛绝缘膜。绝缘层的厚度为0.2-2um。
[0037]步骤6:在红光LED垂直结构芯片2上电极及基板I上的另一通孔11上的金属电极13之间制备导电电极4，形成基片。所述导电电极为Au、Al、Ag或Pt，或Au、Al、Ag、Pt与T1、Cr、Ni的合金，金属厚度为I?4um。
[0038]绝缘层3的作用是防止红光LED垂直结构芯片2与导电电极4短路。红光LED垂直结构芯片2的P电极23通过导电电极4、基板I上的另一金属电极13以及另一通孔的侧壁金属12，连接到了基板I的另一金属电极14。所以，具有上下电极的红光LED垂直结构芯片2变成了具有同面电极结构的未封胶的红光倒装结构芯片。
[0039]步骤7:将基片进行封胶(参阅图5)，完成制备。对已进行完固晶和导电电极连接工艺的红光LED垂直结构芯片2的表面和侧面涂覆硅胶进行保护，硅胶在150度固化后，对其表面进行磨平处理，最终形成红光LED倒装芯片。这个红光LED倒装芯片尺寸是原来的红光垂直结构芯片尺寸的1.2倍以内。
[0040]以上所述，仅为本发明中的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种红光LED倒装芯片的制作方法，包括如下步骤: 步骤1:采用激光钻孔工艺在基板上得到两个通孔； 步骤2:在两个通孔的侧壁制备金属，形成导电通孔； 步骤3:在两个通孔上下面的周围制作金属电极，使上下面的金属电极连通； 步骤4:将一红光LED垂直结构芯片固晶在基板上的一通孔上，使红光LED垂直结构芯片与通孔上的金属电极连接； 步骤5:在红光LED垂直结构芯片的周围及上面制备绝缘层，并暴露出红光LED垂直结构芯片上的P电极； 步骤6:在红光LED垂直结构芯片上的P电极及基板上的另一通孔上的金属电极之间制备导电电极，形成基片； 步骤7:将基片进彳丁封妝，完成制备。
2.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中所述红光LED垂直结构芯片包括一 N电极、一发光体和一 P电极。
3.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中所述基板是高阻硅、陶瓷或PCB材料。
4.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中基板I上下电极金属的厚度为l_4um。
5.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中所述固晶工艺是直接固晶、倒装焊工艺或共晶焊工艺。
6.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中所述绝缘层的材料为二氧化硅、氮化硅或氧化钛的绝缘膜，绝缘层的厚度为0.2-2um。
7.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中所述导电电极的材料为Au、Al、Ag或Pt，或Au、Al、Ag、Pt与T1、Cr、Ni的合金，导电电极的厚度为l_4um。
8.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中所述在两个通孔的侧壁制备金属的材料为Au、Al、Ag或Pt，或Au、Al、Ag、Pt与T1、Cr、Ni的合金，其厚度为l_4um。
9.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法，其中所述两个通孔上下面的金属电极的材料为Au、Al、Ag或Pt，或Au、Al、Ag、Pt与T1、Cr、Ni的合金，其厚度为l_4um。
【专利摘要】一种红光LED倒装芯片的制作方法，包括如下步骤：步骤1：采用激光钻孔工艺在基板上得到两个通孔；步骤2：在两个通孔的侧壁制备金属，形成导电通孔；步骤3：在两个通孔上下面的周围制作金属电极，使上下面的金属电极连通；步骤4：将一红光LED垂直结构芯片固晶在基板上的一通孔上，使红光LED垂直结构芯片与通孔上的金属电极连接；步骤5：在红光LED垂直结构芯片的周围及上面制备绝缘层，并暴露出红光LED垂直结构芯片上的P电极；步骤6：在红光LED垂直结构芯片上的P电极及基板上的另一通孔上的金属电极之间制备导电电极，形成基片；步骤7：将基片进行封胶，完成制备。
【IPC分类】H01L33-62, H01L33-48
【公开号】CN104638097
【申请号】CN201510062353
【发明人】李璟, 杨华, 王国宏, 王军喜, 李晋闽
【申请人】中国科学院半导体研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月5日