CN103515488A - Led芯片的制作工艺及其led芯片 - Google Patents
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Abstract
一种LED芯片的制作工艺，包括：在蓝宝石基底上沉积一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层；在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层上表面沉积一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层；在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积反向穿隧层；在上述反向穿隧层上表面沉积一层或者多层反射金属层；剥离或者移除蓝宝石衬底；在n型Ⅲ族氮化物半导体层刻蚀出n型电极；将上述晶元划裂成多个单颗LED芯片；将上述多个单颗LED芯片的反射金属层，键合到金属基板上，其中，金属基板的面积大于外延片的面积，以便于封装焊接。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED芯片的制作工艺，尤其涉及一种LED芯片的制作工艺及其LED芯片。
背景技术
随着LED芯片技术与封装技术的发展，越来越多的LED产品应用于照明领域，尤其是大功率白光LED。由于LED具有高光效、长寿命、节能环保、合适调光控制、不含汞等污染物质的特点，成为继白炽灯、荧光灯等传统光源之后的新一代照明光源。
目前，大部分LED芯片是采用正装结构，即LED的半导体层以外延的方式沉积在非导电的蓝宝石基底上，因此具有导热不良等缺点。为此，申请号为200910132057.6的专利，公布了一种LED芯片结构的制作工艺，所述方法包括:
在一衬底上沉积一或多层n型III族氮化物半导体层,其中所述一或多层n型III族氮化物半导体层具有一第一表面以及一第二表面;
在所述一或多层n型III族氮化物半导体层的第一表面上沉积一或多层III族氮化物活化层;
在所述一或多层III族氮化物活化层上沉积一或多层p型III族氮化物半导体层;
在所述一或多层p型III族氮化物半导体层上沉积一原位(in-situ)形成层;在所述原位形成层上沉积一或多层反射金属层。
上述专利是将p型半导体表面沉积金属层，并移除n性半导体表面的蓝宝石沉底，形成垂直结构的LED芯片，来解决了LED芯片的散热问题。
然而，此类垂直结构的LED芯片，在封装时，需要通过共晶工艺焊接到封装支架之上，该工艺复杂、难以控制，存在焊接空洞等问题，从而导致散热不佳，加工困难等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED芯片的制作工艺，以解决现有技术中散热性不佳，加工困难的技术问题。
本发明的另一目的在于提供一种LED芯片，以解决现有技术中散热性不佳，加工困难的技术问题。
一种LED芯片的制作工艺，包括以下步骤：
在蓝宝石基底上沉积一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层；
在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层上表面沉积一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积反向穿隧层；
在上述反向穿隧层上表面沉积一层或者多层反射金属层；
剥离或者移除蓝宝石衬底；
在n型Ⅲ族氮化物半导体层刻蚀出n型电极；
将上述晶元划裂成多个单颗LED芯片；
将上述多个单颗LED芯片的反射金属层，键合到金属基板上，其中，金属基板的面积大于外延片的面积，以便于封装焊接。
较佳地，所述电极偏向一边，以便于封装焊线。
较佳地，所述金属基底的厚度为0.3到1mm。
较佳地，所述金属基底，材质包括铜、镍、金、铝、铬、铂、锌或者其他合金。
较佳地，还包括：所述n型Ⅲ族氮化物半导体层与蓝宝石沉底接触的表面进行粗糙化，以便于增加出光率。
本发明公开的第二种LED芯片的制作工艺，包括以下步骤：
在蓝宝石基底上沉积一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层；
在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层上表面沉积一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积反向穿隧层；
在上述反向穿隧层上表面沉积一层或者多层反射金属层；
剥离或者移除蓝宝石衬底；
将上述晶元划裂成多个单颗LED芯片，将上述LED芯片喷溅n型电极，并延伸到反射金属层；
将上述单颗LED芯片的反射金属层，键合到金属基板上，其中，金属基板的面积大于外延片的面积。
较佳地，所述金属基板包含两片，一片与正极连接，一片与负级连接。
较佳地，金属基板大于外延片，以便于封装焊接。
一种LED芯片，包括：
一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层，设置在所述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层，设置在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层的上表面；
反向穿隧层，设置在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层反射金属层，设置在上述反向穿隧层的上表面；
n型电极，设置在n型Ⅲ族氮化物半导体层的下表面；
所述反射金属层键合在金属基板上，其中，金属基板大于外延片，以便于封装焊接，并且键合之前还包括将上述晶元划裂成的多个单颗LED芯片。
较佳地，金属基板的面积大于外延片的面积小于外延片面积的4-8倍。
较佳地，所述电极偏向一边，以便于封装焊线。
一种LED芯片，包括：
一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层，设置在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层，在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层的上表面；
反向穿隧层，在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层反射金属层，在上述反向穿隧层的上表面；
将上述晶元划裂设置成多个单颗LED芯片，上述LED芯片喷溅的n型电极，延伸至反射金属层；
将上述单颗LED芯片的反射金属层，键合设置在金属基板上。
较佳地，所述金属基板包含两片，一片与正极连接，一片与负级连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
金属基板的面积远远大于外延片的面积，以便于封装焊接。现有技术的金属基板的面积与外延片的面积相同，外延片位于金属基板上方，使金属基板不具有散热的功能，增大金属基板面积后，外延片面积远远小于金属基板，金属基板大面积的裸露在外，具有良好的散热性能；同时，现有技术的芯片整体面积比较小，焊接困难，焊接过程中容易造成芯片的损坏，增大金属基板的面积后，大大改善了这一情况，使芯片的焊接简单易行。
附图说明
图1为本发明LED芯片示意图;
图2为本发明LED芯片立体示意图;
图3为本发明第二方案LED芯片示意图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明。
实施例一
请参阅图1，在蓝宝石基底上沉积一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105，在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层104，在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层上表面沉积一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层103，在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积反向穿隧层，在上述反向穿隧层上表面沉积一层或者多层反射金属层102，剥离或者移除蓝宝石衬底，在n型Ⅲ族氮化物半导体层刻蚀出n型电极106，将上述晶元划裂成多个单颗LED芯片，将上述单颗LED芯片的反射金属层，键合到金属基板101上。
其中，金属基板101的面积大于外延片的面积，以便于封装焊接。在本实例中，金属基板101的面积大于外延片的面积小于外延片面积的六倍。一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105、一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层104、一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层103、一层或者多层反射金属层102可以采用的面积相同或类似，这样，沉积后形成的底面面积为外延片201的面积。在本实例中，金属基板101的面积远远大于外延片的面积，以便于封装焊接。另外，金属基底101的厚度可以为0.3到1mm。并且，金属基底101的材质可以包括铜、镍、金、铝、铬、铂、锌或者其他合金。
在本实例中，所述电极106可以偏向一边，以便于封装焊线。即，电极106设置在一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105的一侧边，这样的设计，可以减少焊线长度，而且，电极106的面积可以小于外延片201的面积，外延片201的面积可以小于金属基板101的面积，这种设计，有利于散热。
还有，可以在n型Ⅲ族氮化物半导体层与蓝宝石沉底接触的表面进行粗糙化，以便于增加出光率。
请再参阅图1和图2，一种LED芯片，包括：
一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105；
一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层104，设置在所述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105的上表面；
一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层103，设置在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层104的上表面；
反向穿隧层，设置在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层反射金属层102，设置在上述反向穿隧层的上表面；
n型电极106，设置在n型Ⅲ族氮化物半导体层105的下表面；
所述反射金属层102键合在金属基板101上，其中，金属基板101大于外延片201，以便于封装焊接，并且键合之前还包括将上述晶元划裂成的多个单颗LED芯片。
在本实例中，金属基板101的面积大于外延片201的面积小于外延片201面积的六倍。
并且，电极106偏向一边，以便于封装焊线。
本发明的第二实施例:
请参阅图3，在蓝宝石基底上沉积一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105，在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层104，在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层上表面沉积一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层103，在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积反向穿隧层，在上述反向穿隧层上表面沉积一层或者多层反射金属层302，剥离或者移除蓝宝石衬底，将上述晶元划裂成多个单颗LED芯片，将上述LED芯片喷溅n型电极306，并延伸到反射金属层，将上述单颗LED芯片的反射金属层，键合到金属基板301上。金属基板301包含两片，一片与正极连接，一片与负级连接。
当然，在n型Ⅲ族氮化物半导体层与蓝宝石沉底接触的表面进行粗糙化，以便于增加出光率。
金属基板301的面积大于外延片的面积小于外延片面积的六倍。
需要说明的是，一层或者多层反射金属层302直接键合至金属基板301的一片上，而n型电极306延伸到反射金属层，键合到金属基板301上。
一种LED芯片，包括：
一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105；
一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层104，设置在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层105的上表面；
一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层103，在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层104的上表面；
反向穿隧层，在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层反射金属层302，在上述反向穿隧层的上表面；
将上述晶元划裂设置成多个单颗LED芯片，上述LED芯片喷溅的n型电极306，延伸至反射金属层；
将上述单颗LED芯片的反射金属层302，键合设置在金属基板301上。
金属基板301包含两片，一片与正极连接，一片与负级连接。
此处公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (14)
1.一种LED芯片的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
在蓝宝石基底上沉积一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层；
在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层上表面沉积一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积反向穿隧层；
在上述反向穿隧层上表面沉积一层或者多层反射金属层；
剥离或者移除蓝宝石衬底；
在n型Ⅲ族氮化物半导体层刻蚀出n型电极；
将上述晶元划裂成多个单颗LED芯片；
将上述多个单颗LED芯片的反射金属层，键合到金属基板上，其中，金属基板的面积大于外延片的面积，以便于封装焊接。
2.如权利要求1所述的LED芯片的制作工艺，其特征在于，金属基板的面积大于外延片的面积小于外延片面积的4-8倍。
3.如权利要求1所述的LED芯片的制作工艺，其特征在于，所述电极偏向一边，以便于封装焊线。
4.如权利要求1所述的LED芯片的制作工艺，其特征在于，所述金属基底的厚度为0.3到1mm。
5.如权利要求1所述的LED芯片的制作工艺，其特征在于，所述金属基底，材质包括铜、镍、金、铝、铬、铂、锌或者其他合金。
6.如权利要求1所述的LED芯片的制作工艺，其特征在于，还包括：所述n型Ⅲ族氮化物半导体层与蓝宝石沉底接触的表面进行粗糙化，以便于增加出光率。
7.一种LED芯片的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
在蓝宝石基底上沉积一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层；
在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层上表面沉积一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层；
在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层上表面沉积反向穿隧层；
在上述反向穿隧层上表面沉积一层或者多层反射金属层；
剥离或者移除蓝宝石衬底；
将上述晶元划裂成多个单颗LED芯片，将上述LED芯片喷溅n型电极，并延伸到反射金属层；
将上述单颗LED芯片的反射金属层，键合到金属基板上，金属基板的面积大于外延片的面积。
8.如权利要求7所述的LED芯片的制作工艺，其特征在于，所述金属基板包含两片，一片与正极连接，一片与负级连接。
9.如权利要求7或8所述的LED芯片的制作工艺，其特征在于，金属基板的面积大于外延片的面积小于外延片面积的4-8倍。
10.一种LED芯片，其特征在于，包括：
一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层，设置在所述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层，设置在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层的上表面；
反向穿隧层，设置在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层反射金属层，设置在上述反向穿隧层的上表面；
n型电极，设置在n型Ⅲ族氮化物半导体层的下表面；
所述反射金属层键合在金属基板上，其中，金属基板大于外延片，以便于封装焊接，并且键合之前还包括将上述晶元划裂成的多个单颗LED芯片。
11.如权利要求10所述的一种LED芯片，其特征在于，金属基板的面积大于外延片的面积小于外延片面积的4-8倍。
12.如权利要求10所述的LED芯片，其特征在于，所述电极偏向一边，以便于封装焊线。
13.一种LED芯片，其特征在于，包括：
一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层；
一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层，设置在上述一层或者多层n型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层，在上述一层或者多层Ⅲ族氮化物活化层的上表面；
反向穿隧层，在上述一层或者多层p型Ⅲ族氮化物半导体层的上表面；
一层或者多层反射金属层，在上述反向穿隧层的上表面；
将上述晶元划裂设置成多个单颗LED芯片，上述LED芯片喷溅的n型电极，延伸至反射金属层；
将上述单颗LED芯片的反射金属层，键合设置在金属基板上。
14.如权利要求13所述的LED芯片，其特征在于，所述金属基板包含两片，一片与正极连接，一片与负级连接。
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