一种含有反射层的led倒装芯片的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体光电芯片技术领域，尤其涉及一种含有反射层的LED倒装芯片。【【背景技术】】
[0002]通常，通过用金属有机化学汽相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其它外延技术在蓝宝石、碳化硅或其它适当的衬底上外延地生长不同组成和掺杂剂浓度的半导体层的叠层来制造III族氮化物发光器件。该叠层常常包括用例如Si掺杂的在衬底上形成的一个或多个η型层、在形成于一个或多个η型层上的有源区中的一个或多个发光层、以及在有源区上形成的用例如Mg掺杂的一个或多个P型层。在η和P型区上形成电接触，常常将III族氮化物器件形成为倒置或倒装芯片器件，其中，在半导体结构的同一侧形成N和P接触两者，并且从与接触相对的半导体结构的那侧提取光。
[0003]常常使用银作为反射性P接触且已知其易受由机械应力、化学反应或电迀移引发的输运影响。例如，在图1A中举例说明了具有银P接触的III族氮化物LED且在美国专利6，946，685中对其进行了描述。US 6,946,685教导了 “银电极金属化在存在湿气和电场(诸如，例如由于在器件的接触处施加工作电压而逐渐产生的场)的情况下经受电化学迀移。银金属化到器件的PN结的电化学迀移导致跨越结的交流旁路路径，其降低器件的效率。
[0004]图1A举例说明包括半导体结构的发光器件，该半导体结构包括在II1-V族氮化物半导体的η型层120与III族氮化物半导体的P型层140之间的发光有源区130Α。在P型层上沉积包括银金属的P电极160，并将η电极(图1A中未示出)与η型层藕合。提供了能够用来跨越所述电极施加电信号以引起来自有源区的光发射的手段，并且提供了用于防止银金属从P电极朝向有源区的电化学迀移的迀移阻挡层175，其中，迀移阻挡层175是导电防护片;导电防护片完全包围银，覆盖银金属P电极的边缘。而且，由金属构成的迀移阻挡层175通常为含有Ti或W的材料制成，然而Ti/W材料吸收可见光，所以覆盖Ag电极后露出的部分会形成〃黑边"10吸收可见光，从而降低LED的光效。
[0005]在图1A所示的器件中，为了用导电防护片(迀移阻挡层175)密封银接触，迀移阻挡层完全包裹并密封银，反射性P电极160的边缘112与迀移阻挡层175的边缘之间的带称为〃黑带〃10;因为其不是如银P电极160—样是反射性的，光被黑带吸收会降低器件的效率。
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【发明内容】
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[0006]本发明的目的在于改善LED倒装芯片内部结构而提升LED的效率和亮度，提供一种含有反射层的LED倒装芯片。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是:
[0008]—种含有反射层的LED倒装芯片，包括衬底、N焊盘和P焊盘，所述衬底自下至上依次层状叠加的设置有N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层，N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层采用蚀刻工艺露出衬底的上表面形成一沟槽，纵横设置的沟槽将衬底上的N型层、发光层、P型层、反射层和阻挡层分割成彼此相互绝缘独立的多个芯片;所述芯片表面形成贯穿阻挡层、反射层、P型层、发光层且与N型层连通的N电极孔;所述芯片上层叠的阻挡层、反射层采用蒸镀及光刻工艺后与P型层上表面之间形成台阶，所述阻挡层和反射层外露表面采用溅射或蒸镀工艺形成具有布线图案的P引线电极，所述P引线电极与阻挡层导电连接，所述P引线电极覆盖阻挡层和反射层的四周侧壁面以及阻挡层的上表面;所述N电极孔内采用溅射或蒸镀工艺形成与N型层导电连接的N引线电极;所述N引线电极与P引线电极采用相同的材料同时沉积形成;所述沟槽的表面、所述N电极孔与N引线电极之间所形成的间隙、N引线电极的上表面、以及P引线电极的表面采用溅射或喷涂工艺覆盖有一层便于相互绝缘的第一绝缘层，所述第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术开设有与N引线电极上表面贯通的N型接触孔，所述第一绝缘层上表面采用光刻和蚀刻技术还开设有与P引线电极上表面贯通的P型接触孔;所述N焊盘通过第一绝缘层设置的N型接触孔与N引线电极导电连接，所述P焊盘通过第一绝缘层设置的P型接触孔与P引线电极导电连接，所述P焊盘与N焊盘之间采用印刷和电镀技术相互绝缘。
[0009]优选地，所述衬底为蓝宝石衬底，所述N型层为N型氮化镓层，所述P型层为P型氮化镓层。
[0010]优选地，所述芯片表面均匀分布有多个N电极孔。
[0011]优选地，所述P焊盘与P引线电极之间的第一绝缘层上均匀分布有多个便于两者导电连接的P型接触孔。
[0012]优选地，所述N引线电极为圆柱形状。
[0013]优选地，所述N引线电极和P引线电极均采用Cr、Al、N1、T1、Au、Pt中一种材料或其中至少两种以上的合金制成。
[0014]优选地，所述阻挡层采用T1、W、N1、Pt、Cr、Au中一种材料或其中至少两种以上的合金制成。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]本发明提供的LED倒装芯片，在反射层表面沉积阻挡层，并且于阻挡层表面上设置N引线电极和P引线电极，由于阻挡层、N引线电极和P引线电极均采用不吸光的材料并且能够有效地阻止从反射层的金属材料迀移，不但有效解决“黑边”问题，而且减少了光的吸收，提升LED倒装芯片发光效率和亮度。
[0017]特别是，该芯片中N引线电极和P引线电极均采用具有高反射性能的材料同时沉积形成，使得P引线电极既可以做接触电极，又可以相对于反射层起到阻挡层的作用，在不吸光同时实现对反射层的保护作用，减少了 LED芯片生产的流程，降低了芯片的制备成本。
【【附图说明】】
[0018]图1A为现有技术中的LED倒装芯片结构示意图；
[0019]图1、图2A、图2至图7为本发明LED倒装芯片制备方法的流程示意图；
[0020]图6A、图7A为本发明LED倒装芯片垂直于衬底方向的示意图。
【【具体实施方式】】
[0021]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0022]但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
[0023]—种含有反射层的LED倒装芯片，如图1至图7所示，包括蓝宝石衬底1、N焊盘26和P焊盘27，所述蓝宝石衬底自下至上依次层状叠加的设置有N型氮化镓层11、发光层12、P型氮化镓层13、反射层15和阻挡层14，所述阻挡层14采用T1、W、N1、Pt、Cr、Au中一种材料或其中至少两种以上的合金制成，N型氮化镓层11、发光层12、P型氮化镓层13、反射层15和阻挡层14采用蚀刻工艺露出蓝宝石衬底I的上表面形成一沟槽3，纵横设置的沟槽3将蓝宝石衬底I上的N型氮化镓层11、发光层12、P型氮化镓层13、反射层15和阻挡层14分割成彼此相互绝缘独立的多个芯片;每个芯片表面形成多个均匀分布贯穿阻挡层14、反射层15、P型氮化镓层
13、发光层12且与N型氮化镓层11连通的N电极孔4。
[0024]继续如图1至图7所示，芯片上层叠的阻挡层14、反射层15采用蒸镀及光刻工艺后与P型氮化镓层13上表面之间形成台阶9，所述阻挡层14和反射层15外露表面采用溅射或蒸镀工艺形成具有布线图案的P引线电极31，所述P引线电极31与阻挡层14导电连接，所述P引线电极31覆盖阻挡层14和反射层15的四周侧壁面以及阻挡层14的上表面;所述N电极孔4内采用溅射或蒸镀工艺形成与N型氮化镓层11导电连接的圆柱形N引线电极32，S卩N引线电极32与P引线电极31采用相同的材料同时沉积形成;其中，N引线电极32和P引线电极31均采用Cr、Al、N1、T1、Au、Pt中一种材料或其中至少两种以上的合金制成，且N引线电极32