平面高压串联led集成芯片及其制造方法_3

文档序号:8382471阅读:来源:国知局
衬底I的厚度为300?500微米,所述缓冲层5的厚度为300 ± 50埃,所述N型外延层2的厚度为4.5 ±0.5微米,所述P型外延层的厚度为0.9 ±0.1微米,所述透光导电层4的厚度为2400 ±250埃;
[0045](b)形成P型内电极:在所述透光导电层4的上表面覆盖第一光阻10,在光刻机上进行光刻,形成P型电极槽41 ;以蒸镀或溅射的方法在所述P型电极槽41内沉积第一金属层,所述第一金属层自内向外由厚度2000土200埃的镍和厚度为100土 10埃的金构成,然后去除所述第一光阻10,再进行退火处理,位于所述透光导电层4上的所述第一金属层构成P型内电极71 ;
[0046](c)形成阶梯孔的第一阶梯:在所述透光导电层4及所述P型内电极71上覆盖第二光阻20,在光刻机上对位于周边的及位于所述P型内电极71之间的所述LED外延片进行光刻,再用蚀刻工艺对所述透光导电层4、所述P型外延层、所述量子阱发光层6及所述N型外延层2进行蚀刻,形成第一阶梯孔11,所述第一阶梯孔11深入到所述N型外延层2内,其中,所述第一阶梯孔11深入到所述N型外延层2内的深度是所述N型外延层2总高度的三分之一,即所述第一阶梯孔11深入到所述N型外延层2内的深度为1.5±0.2微米;
[0047](d)形成阶梯孔的第二阶梯:在所述第一阶梯孔11内覆盖第三光阻30,在光刻机上对所述第一阶梯孔11内对应的表面进行光刻,再用蚀刻工艺对所述N型外延层2及所述缓冲层5进行蚀刻,形成第二阶梯孔21,所述第二阶梯孔21深入到所述蓝宝石衬底I的上表面,所述第一阶梯孔11与所述第二阶梯孔21共同构成阶梯孔,再去除所述第二光阻20和所述第三光阻30,所述阶梯孔的第二阶梯即第二阶梯孔21形成隔离槽60 ;
[0048](e)形成氮化硅层:采用化学气相沉积法在所述阶梯孔、所述透光导电层4及所述P型内电极71的外露表面覆盖沉积氮化硅,形成带有阶梯孔状的氮化硅层8,所述氮化硅层8的厚度为2000 ±200埃;
[0049](f)形成旋涂玻璃层:在所述氮化硅层8的外表面旋转涂布旋涂玻璃,加温硬化,再用干法回蚀的方法平坦化旋涂玻璃,形成旋涂玻璃层9,所述旋涂玻璃层9将所述阶梯孔填平,使所述旋涂玻璃层9的上表面与所述P型内电极71上覆盖的所述氮化硅层8的上表面平齐;
[0050](g)形成金属层的接触孔:在所述旋涂玻璃层9的上表面覆盖第四光阻40,在光刻机上进行光刻,再分别用湿法蚀刻工艺对所述旋涂玻璃层9、干法蚀刻工艺对所述氮化硅层8进行蚀刻,形成P+接触孔31、N-接触孔32,其中P+接触孔31穿入所述氮化硅层8并深入到所述P型内电极71的上表面,与所述P型内电极71对准,N-接触孔32穿过位于所述阶梯孔内的所述旋涂玻璃层9及所述氮化硅层8并深入到所述第一阶梯孔11的下表面,再去除所述第四光阻40;
[0051](h)形成电极、金属连接层及接点:在整个芯片的上表面覆盖第五光阻50,在光刻机上进行光刻,去除对应于P+接触孔31、N-接触孔32、阳极接点、阴极接点及金属连接层形成的光刻图形内的第五光阻50 ;以蒸镀或溅射的方法在第五光阻50未覆盖处沉积第二金属层,沉积的第二金属层填充满所述P+接触孔31、所述N-接触孔32分别形成P+电极86,N-电极88,使得所述P+电极86与所述P型内电极71相接触电性连接,所述N-电极88与所述N型外延层2相接触电性连接,高出所述旋涂玻璃层9上表面的第二金属层分别形成金属连接层80及阳极接点81、阴极接点82,使得金属连接层80将一个LED器件100的N-电极88及与其相邻的另一个LED器件100的P+电极86相电连接,形成串联电路,阳极接点81与串联电路中首个LED器件100的P+电极86相电连接,阴极接点82与串联电路中末端LED器件100的N-电极88相电连接;然后去除剩余的所述第五光阻50,再进行退火处理,所述第二金属层高出所述旋涂玻璃层9上表面的部分自内向外由厚度为100±10埃的钛、厚度为1000 ±100埃的铝、厚度为100 ±10埃的钛以及厚度为1000 ±100埃的金构成;
[0052](i)衬底减薄:对所述蓝宝石衬底I进行减薄处理,使其厚度从300?500微米减为80?110微米;
[0053](j)形成背金层:在所述蓝宝石衬底I背面以蒸镀或溅射的方法沉积第三金属层,形成背金层90,所述背金层90自内向外依次由厚度为500±20埃的钛、厚度为1000±100埃的镍、厚度为5000 ±500埃的银、厚度30000 ±3000埃的锡以及厚度为3000 ±300埃的银构成,这种多层背金结构能够提高反射光的反射率,降低成本。
[0054]本发明采用平面工艺技术,通过所述旋涂玻璃层9将所述阶梯孔填平,使所述旋涂玻璃层9的上表面与所述透光导电层4的上表面平行,使得芯片表面平坦,所述P+电极86、所述N-电极88、所述金属连接层及所述阳极接点81、所述阴极接点82 —次性生成,克服了非平面LED芯片由于电极错位在打线时容易造成金属导线断裂的缺陷,提高了产品良率,因此本发明LED芯片的结构更合理,便于连接,工艺简便,因此本发明LED芯片的结构更合理,便于连接,工艺简便;使用背金工艺,所述背金层90能够提高反射光的反射率、降低成本;由于所述透光导电层4与所述旋涂玻璃层9之间设有氮化硅层8,以及每个所述LED器件100的四周均设有隔离槽60,将相邻不同电位的LED器件100电隔离,因此耐高压性能好;因此,本发明结构合理、成本低、便于连接、光反射率高,是一种平面高压串联LED集成芯片;同理,采用本发明的制造方法制造的平面高压串联LED集成芯片具有上述优点,且该制造方法工艺简便,产品质量好。
[0055]本发明可广泛应用于LED芯片领域。
【主权项】
1.一种平面高压串联LED集成芯片,其特征在于:包括LED外延片,所述LED外延片包括蓝宝石衬底(I)、依次位于所述蓝宝石衬底(I)正面的缓冲层(5)、N型外延层(2)、量子阱发光层^)、P型外延层、透光导电层(4),所述LED外延片上形成若干个串联的LED器件(100),每个所述LED器件(100)的四周均设有蚀刻形成的阶梯孔,所述阶梯孔的第一阶梯深入到所述N型外延层(2)内,所述阶梯孔的第二阶梯深入到所述蓝宝石衬底(I)的上表面形成隔离槽(60),以将相邻不同电位的LED器件(100)电隔离,每个所述LED器件(100)于所述透光导电层(4)上均设有一个P型内电极(71),所述阶梯孔及所述透光导电层(4)的外露表面覆盖氮化硅层(8),所述氮化硅层(8)的外表面覆盖旋涂玻璃层(9),所述旋涂玻璃层(9)将所述阶梯孔填平,所述旋涂玻璃层(9)的上表面与所述透光导电层(4)的上表面平行,每个所述LED器件(100)均包括分别穿过所述旋涂玻璃层(9)及所述氮化硅层(8)的P+电极(86)、N-电极(88),所述P+电极(86)与所述P型内电极(71)相接触电性连接,所述N-电极(88)与所述N型外延层(2)相接触电性连接,所述旋涂玻璃层(9)上设有若干个分离的金属连接层(80)及阳极接点(81)、阴极接点(82),所述金属连接层(80)将一个所述LED器件(100)的所述N-电极(88)及与其相邻的另一个所述LED器件(100)的所述P+电极(86)相电连接,以使所述LED器件(100)形成串联电路,所述阳极接点(81)与串联电路中首个所述LED器件(100)的所述P+电极(86)相电连接,所述阴极接点(82)与串联电路中末端所述LED器件(100)的所述N-电极(88)相电连接,所述蓝宝石衬底(I)的背面设有背金层(90)。
2.根据权利要求1所述的平面高压串联LED集成芯片,其特征在于:所述N型外延层(2)是GaN外延层,所述P型外延层包括P型AlGaN外延层(7)和P型GaN外延层(3),所述量子阱发光层(6)是InGaN/GaN量子阱,所述透光导电层(4)是导电玻璃。
3.根据权利要求1所述的平面高压串联LED集成芯片,其特征在于:所述蓝宝石衬底(I
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