一种倒装led芯片结构及其制造方法_3

文档序号:9378291阅读:来源:国知局
扩展层,电流扩展层的材料可以是铟锡氧化物(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CT0)、氧化锌锡(ZTO)/氧化铟(IZO)等,也可以是铬/铝锡金银钛镍等金属或合金。
[0077]可以用常规方法形成反射层,反射层用于将发光层发出的朝向第二半导体层的光线反射回芯片内部并从衬底侧射出。因此,反射层被设置于至少具备第一半导体层、发光层结构的区域之上。反射层材料可以是分布式布拉格反射层,或者是金属反射层,或者是二者的组合。当反射层材料是布拉格反射层或者布拉格反射层与金属反射层的组合时,由于布拉格反射层形成材料为绝缘氧化物,所以布拉格反射层也可以兼具绝缘保护层覆盖于隔离槽200上表面,当反射层材料是金属材料时,则覆盖区域将被限制在具有第一半导体层和发光层结构的区域内。
[0078]可以用常规方法形成绝缘保护层,绝缘保护层004的材质可以是Si02、SiN、A1203等一种或其组合,用于保护芯片表面非电学接触的部分,且绝缘保护层应完全覆盖于隔离槽12的表面。
[0079]步骤106、形成焊接金属层,焊接金属层部分位于所述绝缘保护层之上。
[0080]可以用常规手段形成焊接金属层,图3中003表示焊接金属层,焊接金属层的材料可以是Cr/Al/Ti/Ni/Au但不限于这些金属的组合形式。
[0081]步骤107、对倒装LED芯片结构进行裂片,形成多颗芯片。
[0082]具体的,可以按照常规方法对倒装LED芯片结构进行研磨减薄,并以普通方式于倒装芯片的衬底面实施激光切割。优选的,可以用激光穿透衬底材料进入内部对衬底进行隐形切割,该隐形切割所形成的切痕与隔离槽在垂直方向上处在同一轴线位置,然后,在衬底一侧施力,以使倒装LED芯片结构从背面断裂,获得分离的多颗芯片。
[0083]图6为倒装LED芯片结构减薄后隐形切割位置与施力劈裂方向位置示意图,如图6所示,由隐形切割形成的内部切痕201与由激光表面切割形成的隔离槽12在垂直方向上处在同一轴线位置,该“轴线”位置芯片结构强度最低,所以当经由劈刀对衬底面施力202时,芯片将沿着轴线方向断裂,此时断裂处可恰好在隔离槽12底部,V型或U型面将一分为二分别归属于不同的芯片,同时避免了因切割乱裂而造成保护层破碎的风险。
[0084]图7为根据本实施例的方法获得的倒装LED芯片结构局部放大图,如图7所示,在隔离槽12的表面覆盖有绝缘保护层004。
[0085]本发明实施例二的方法相比较于传统工艺具有显而易见的优势:非永久保护材料的获得与形成比干法刻蚀掩蔽层的获得更加方便,且无需光刻蚀刻以定型,简化了工艺流程。激光切割方法成熟可靠,而采用热酸二次处理侧壁的方法加工时间短,工序简单,适合批量作业。相比较长时间的等离子刻蚀,加工效率有了明显提升。
[0086]值得一提的是,本发明提供的倒装LED芯片结构及其制作方法,广义上是旨在采用浅切割以及对浅切痕的二次加工,用于获得在倒装LED芯片上所必须的隔离槽。因此,针对倒装LED芯片凡是符合上述要素而形成的隔离槽及其结构,都应视为本发明所应主张而未做说明的实施例范畴。对于不同的衬底及外延材料,以及不同的工艺设计,所述的获得浅切割的方法以及二次加工的方法和条件也可以是不同的。例如可采用砂轮或钻石刀机械切害J,或采用激光多次切割以形成并列的或重叠的多重浅切痕等。辅助以不同的二次加工条件,皆可获得最佳的具备本发明结构特征的隔离槽形貌。
[0087]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种倒装发光二极管LED芯片结构,其特征在于,包括: 衬底; 外延层,位于所述衬底之上,所述外延层自下而上依次包括:缓冲层、本征半导体层、第一半导体层、发光层和第二半导体层,所述第一半导体层的电性和所述第二半导体层的电性相反; 电流扩展层,位于所述第二半导体层之上; 反射层,部分或全部位于所述电流扩展层之上; 隔离槽,所述隔离槽位于相邻的两个芯片的边框位置,所述隔离槽由激光镭射切割得至IJ,所述隔离槽自上而下贯穿所述外延层,并延伸至所述衬底,所述倒装LED芯片结构上包括多颗芯片; 绝缘保护层,覆盖在所述隔离槽以及所述多颗芯片的上表面; 焊接金属层,部分位于所述绝缘层保护层之上。2.根据权利要求1所述的倒装LED芯片结构,其特征在于,所述隔离槽的开口呈V型或U性,所述隔离槽的开口宽度为4-8微米,所述隔离槽的深度为8-20微米。3.一种倒装发光二极管LED芯片结构的制造方法,所述方法用于制造权利要求1-2任一所述的倒装LED芯片结构,其特征在于,所述方法包括: 形成位于衬底上的外延层,所述外延层自下而上依次包括:缓冲层、本征半导体层、第一半导体层、发光层和第二半导体层,所述第一半导体层的电性和所述第二半导体层的电性相反; 在所述外延层上形成非永久保护层; 根据芯片的预设尺寸在所述外延层的表面上进行激光镭射切割,形成切痕,所述切痕形成的矩形区域为单颗芯片的位置,所述切痕延伸至所述衬底,所述倒装LED芯片结构上包括多颗芯片; 分别在所述多颗芯片的上表面形成掩蔽层,对所述倒装LED芯片结构进行处理去除所述切痕内壁的第二半导体层、发光层以及部分第一半导体层形成隔离槽; 去除所述掩蔽层,形成电流扩展层、反射层和绝缘保护层,其中,所述电流扩展层位于所述第二半导体层之上,所述反射层部分或全部位于所述电流扩展层之上,所述绝缘保护层覆盖在所述隔离槽以及所述多颗芯片的上表面; 形成焊接金属层,所述焊接金属层部分位于所述绝缘保护层之上; 对所述倒装LED芯片结构进行裂片,形成所述多颗芯片。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述对所述倒装LED芯片结构进行处理去除所述切痕内壁的第二半导体层、发光层以及部分第一半导体层形成隔离槽,包括: 对所述倒装LED芯片结构进行电感耦合等离子体ICP刻蚀,以去除所述切痕内壁的第二半导体层、发光层以及部分第一半导体层形成所述隔离槽,所述多颗芯片由于所述掩蔽层的保护不被刻蚀。5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述对所述倒装LED芯片结构进行处理去除所述切痕内壁的第二半导体层、发光层以及部分第一半导体层形成隔离槽,包括: 将所述倒装LED芯片结构置于200-400°C的强酸中3_10分钟,通过所述强酸对所述倒装LED芯片结构的切痕内壁进行腐蚀,去除所述第二半导体层、所述发光层以及所述第一半导体层的部分形成所述隔离槽,所述多颗芯片由于所述掩蔽层的保护不被所述强酸腐蚀,所述强酸为浓硫酸、浓磷酸、浓硫酸和浓磷酸形成的混合酸。6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述隔离槽的开口呈V型或U性,所述隔离槽的开口宽度为4-8微米,所述隔离槽的深度为8-20微米。7.根据权利要求3-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述对所述倒装LED芯片结构进行裂片,形成所述多颗芯片,包括: 对所述倒装LED芯片结构进行研磨减薄,并对所述衬底进行隐形切割,所述隐形切割所形成的切痕与所述隔离槽在垂直方向上处在同一轴线位置,在所述衬底一侧施力,以使所述倒装LED芯片结构从背面断裂。8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述非永久保护层的材料包括:金属、非金属氧化物、可旋涂有机材料。
【专利摘要】本发明提供一种倒装LED芯片结构及其制造方法,所述方法采用激光表面浅切割用以形成切痕,再经过ICP刻蚀处理或其他处理方法对切痕表面进行处理,获得与现有技术具有相同功用的隔离槽,隔离槽上覆盖有绝缘保护层,经切割分离后可对芯片侧壁断面的外延层构成完整有效的阻隔保护,避免了芯片封装过程中漏电、电路不良等情况的发生。与现有技术手段相比,结构性能可靠,工艺手段简单易实施。
【IPC分类】H01L33/44, H01L33/00, H01L33/02
【公开号】CN105098007
【申请号】CN201510293594
【发明人】姚禹, 郑远志, 陈向东
【申请人】圆融光电科技股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月1日
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