CN106159056A - 一种倒装高压芯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种倒装高压芯片及其制作方法，在发光微结构表面形成分布布拉格反射层，一方面将有源区发出的光反射回芯片的正面，提高芯片的出光效率，另一方面将N型电极、P型电极和N型焊盘、P型焊盘隔绝起来，起到良好的钝化保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，更为具体的说，涉及一种倒装高压芯片及其制作方法。
背景技术
LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。近年来，随着对LED芯片研究的不断深入，LED芯片的发光效率得到的极大的提高，目前已经被广泛应用于显示等各个领域。倒装高压芯片在大功率芯片的应用市场中，有广阔的空间。但是，如何提高倒装高压芯片的出光效率已成为倒装高压芯片大规模生产需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种倒装高压芯片及其制作方法，提高倒装高压芯片的出光效率。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种倒装高压芯片的制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层表面的有源层和N型电极，位于所述有源层表面的P型氮化镓层，位于所述P型氮化镓层表面的金属反射层，位于所述金属反射层表面的P型电极, N型电极与P型电极之间相互绝缘；
将相连的发光微结构的N型电极和P型电极连接形成串联结构；
在所述发光微结构表面形成分布布拉格反射层；
在所述分布布拉格反射层表面形成N型焊盘和P型焊盘，所述N型焊盘连接所述N型电极，所述P型焊盘连接所述P型电极。
优选的，所述发光微结构为梯形结构。
优选的，所述发光微结构的形成过程为：
在衬底任意一表面形成N型氮化镓层；
在N型氮化镓层表面形成有源层；
在有源层表面形成P型氮化镓层；
采用刻蚀工艺将N型氮化镓层背离衬底一侧的预设区域裸露；
在P型氮化镓层表面形成金属反射层；
在N型氮化镓层的预设区域表面形成N型电极，且在金属反射层表面形成P型电极，N型电极与P型电极之间相互绝缘；
沿N型氮化镓层的预设区域边缘对金属反射层至N型氮化镓层进行刻蚀，以得到多个发光微结构。
优选的，在形成所述P型氮化镓层后，且刻蚀裸露所述N型氮化镓层的预设区域前，所述制作方法还包括：
在所述P型氮化镓层表面形成所述欧姆接触层，其中，所述金属反射层位于所述欧姆接触层表面。
优选的，在形成所述金属反射层后，且形成所述N型电极和P型电极前，所述制作方法还包括：
在所述金属反射层表面形成所述金属扩散阻挡层，其中，所述P型电极形成于所述金属扩散阻挡层背离所述衬底一侧。
优选的，在形成所述金属反射层后，且形成所述N型电极和P型电极前，所述制作方法还包括：
形成覆盖所述金属反射层、且延伸覆盖至所述N型氮化镓层的预设区域的钝化层；
其中，所述钝化层对应所述预设区域的区域设置有第一开口，以用于形成所述N型电极，以及，所述钝化层对应所述金属反射层的区域设置有第二开口，以用于形成所述P型电极。
优选的，采用桥接连接方式将相连的所述发光微结构的N型电极和P型电极形成串联结构。
优选的，在电极形成串联结构后，且形成所述分布布拉格反射层前，所述制作方法还包括：
将第所述衬底放置在氮气环境中进行高温退火，形成良好的欧姆接触。
优选的，采用电子束蒸发或磁控溅射的工艺在所述发光微结构表面形成所述分布布拉格反射层。
优选的，所述分布布拉格反射层具有高钝化性能和高反射性能。
相应的，本发明还提供了一种倒装高压芯片，所述倒装高压芯片采用上述制作方法制作而成。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供的一种倒装高压芯片的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层表面的有源层和N型电极，位于所述有源层表面的P型氮化镓层，位于所述P型氮化镓层表面的金属反射层，位于所述金属反射层表面的P型电极, N型电极与P型电极之间相互绝缘；将相连的发光微结构的N型电极和P型电极连接形成串联结构；在所述发光微结构表面形成分布布拉格反射层；在所述分布布拉格反射层表面形成N型焊盘和P型焊盘，所述N型焊盘连接所述N型电极，所述P型焊盘连接所述P型电极。
由上述内容可知，本发明提供的技术方案，在发光微结构表面形成分布布拉格反射层，一方面将有源区发出的光反射回芯片的正面，提高芯片的出光效率，另一方面将N型电极、P型电极和N型焊盘、P型焊盘隔绝起来，起到良好的钝化保护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种倒装高压芯片的制作方法流程图；
图2a至图2e为图1制作方法流程图对应的结构流程图；
图3为本申请实施例提供的一种发光微结构的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1至图2e所示，图1为本申请实施例提供的一种倒装高压芯片的制作方法的流程图，图2a至图2e为图1制作方法流程图对应的结构流程图；其中，制作方法包括：
S1、提供一衬底。
参考图2a所示，本申请实施例提供的衬底100为透光材料衬底，其中，本申请实施例提供的衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底；除上述材质衬底外，在本申请其他实施例中衬底还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。
S2、在衬底任意一表面制作发光微结构。
参考图2b所示，在衬底100任意一表面形成多个发光微结构200，发光微结构200包括位于衬底100表面的N型氮化镓层201，位于N型氮化镓层201表面的有源层202和N型电极205，位于有源层202表面的P型氮化镓层203，位于P型氮化镓层表面的金属反射层204，位于金属反射层204表面的的P型电极206。
具体的，参考图3所示，为本申请实施例提供的一种发光微结构的制作方法的流程图，其中，发光微结构的形成过程为：
S21、在衬底任意一表面形成N型氮化镓层。
S22、在N型氮化镓层表面形成有源层。
S23、在有源层表面形成P型氮化镓层。
此外，在形成P型氮化镓层后，且刻蚀裸露N型氮化镓层的预设区域前，即在步骤S23后，且在步骤S24前，制作方法还包括：
在P型氮化镓层表面形成欧姆接触层，其中，金属反射层位于欧姆接触层表面。
S24、采用刻蚀工艺将N型氮化镓层背离衬底一侧的预设区域裸露。
预设区域即为形成N型电极的区域，其中，N型电极的面积小于预设区域的面积，避免N型电极与有源层、P型氮化镓层等叠层接触。本申请实施例提供的刻蚀工艺可以为干法刻蚀工艺，也可以为湿法刻蚀工艺，对此本申请不做具体限制，需要根据实际应用进行选取。
S25、在P型氮化镓层表面形成金属反射层。
金属反射层的反射面朝向衬底一侧，以将有源区发出的光反射至衬底出射。其中，在形成金属反射层后，且形成N型电极和P型电极前，即在步骤S25后，且在步骤S26前，制作方法还包括：
在金属反射层表面形成金属扩散阻挡层，其中，P型电极形成于金属扩散阻挡层背离衬底一侧。
具体的，采用沉积工艺制备具有高反射率的金属反射膜层；此外，可以采用磁控溅射方式制备金属扩散阻挡层。
进一步的，在形成金属反射层后，且形成N型电极和P型电极前，即在步骤S25后，且在步骤S26前，制作方法还包括：
形成覆盖金属反射层、且延伸覆盖至N型氮化镓层的预设区域的钝化层；
其中，钝化层对应预设区域的区域设置有第一开口，以用于形成N型电极，以及，钝化层对应金属反射层的区域设置有第二开口，以用于形成P型电极。
需要说明的是，当制作过程中在金属反射层表面制备有金属扩散阻挡层，则本申请实施例提供的钝化层制备于金属扩散阻挡层背离衬底一侧。
S26、在N型氮化镓层的预设区域表面形成N型电极，且在金属反射层表面形成P型电极，N型电极与P型电极之间相互绝缘。
S27、沿N型氮化镓层的预设区域边缘对金属反射层至N型氮化镓层进行刻蚀，以得到多个发光微结构。
在N型氮化镓层的预设区域边缘区域涂覆负性光刻胶，通过调整光刻胶的曝光量、显影时间和方式等工艺参数使光刻胶边缘图形呈梯形结构。其中，本申请实施例的梯形结构可以为正梯形，也可以为倒梯形，对此本申请不做具体限制。
此外，本申请还可以采用切割工艺沿N型氮化镓层的预设区域边缘对金属反射层至N型氮化镓层进行刻蚀，以得到多个发光微结构。具体的，可以采用机械或激光切割工艺，对结构进行切割，对此本申请不做具体限制，需要根据实际应用进行选取。
具有梯形结构的侧面，能有效减少倒装高压芯片的全反射现象，提高侧面出光效率，从而提高倒装高压芯片的出光效率。
S3、制备连接电极。
参考图2c所示，将相连的发光微结构200的N型电极205和P型电极206连接形成串联结构。
具体的，本申请实施例提供的制作方法，可以采用桥接连接方式将相连的发光微结构的N型电极和P型电极形成串联结构。其中，桥接连接方式方式即为通过导电连接的两端分别连接单个发光微结构N电极和相连单个发光微结构P电极，以使N电极与P电极电极电连接。
S4、在发光微结构表面形成分布布拉格反射层。
参考图2d所示，在发光微结构200表面形成分布布拉格反射层300。其中，分布布拉格反射层覆盖在金属反射层、且延伸覆盖至N型氮化镓层的预设区域及衬底表面。具体的，采用电子束蒸发或磁控溅射的工艺形成具有高钝化性能和高反射性能分布布拉格反射层。
分布布拉格反射层的反射面朝向衬底一侧，以将有源区发出的光反射至衬底出射。此外，分布布拉格反射层能将N型电极、P型电极和N型焊盘、P型焊盘隔绝起来，起到良好的钝化保护作用。
S5、制备连接焊盘。
参考图2e所示，采用通孔连接方式，在分布布拉格反射层300对应N型电极205的区域的表面形成N型焊盘401，且在分布布拉格反射层300对应P型电极206的区域的表面形成P型焊盘402。其中，通孔连接方式即为在分布布拉格反射层对应N型电极的区域内形成一导电通孔，而后通过导电通孔的两端分别连接N型电极和N型焊盘，以使N型电极与N型焊盘电连接；同样的，在分布布拉格反射层对应P型电极的区域内形成一导电通孔，而后通过导电通孔的两端分别连接第P型电极和P型焊盘，以使P型电极与P型焊盘电连接。
进一步的，在制备连接电极后，且形成分布布拉格反射层前，即在步骤S3后，且在步骤S4前，制作方法还包括：
将第衬底放置在氮气环境中进行高温退火，形成良好的欧姆接触。
相应的，本申请实施例还提供了一种倒装高压芯片，倒装高压芯片采用上述实施例提供的制作方法制作而成。
本申请实施例提供的一种倒装高压芯片及其制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层表面的有源层和N型电极，位于所述有源层表面的P型氮化镓层，位于所述P型氮化镓层表面的金属反射层，位于所述金属反射层表面的P型电极, N型电极与P型电极之间相互绝缘；将相连的发光微结构的N型电极和P型电极连接形成串联结构；在所述发光微结构表面形成分布布拉格反射层；在所述分布布拉格反射层表面形成N型焊盘和P型焊盘，所述N型焊盘连接所述N型电极，所述P型焊盘连接所述P型电极。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，在发光微结构表面形成分布布拉格反射层，一方面将有源区发出的光反射回芯片的正面，提高芯片的出光效率，另一方面将N型电极、P型电极和N型焊盘、P型焊盘隔绝起来，起到良好的钝化保护作用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，包括：
提供一衬底；
在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的N型氮化镓层，位于所述N型氮化镓层表面的有源层和N型电极，位于所述有源层表面的P型氮化镓层，位于所述P型氮化镓层表面的金属反射层，位于所述金属反射层表面的P型电极, N型电极与P型电极之间相互绝缘；
将相连的发光微结构的N型电极和P型电极连接形成串联结构；
在所述发光微结构表面形成分布布拉格反射层；
在所述分布布拉格反射层表面形成N型焊盘和P型焊盘，所述N型焊盘连接所述N型电极，所述P型焊盘连接所述P型电极。
2.根据权利要求1所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，所述发光微结构为梯形结构。
3.根据权利要求1所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，所述发光微结构的形成过程为：
在衬底任意一表面形成N型氮化镓层；
在N型氮化镓层表面形成有源层；
在有源层表面形成P型氮化镓层；
采用刻蚀工艺将N型氮化镓层背离衬底一侧的预设区域裸露；
在P型氮化镓层表面形成金属反射层；
在N型氮化镓层的预设区域表面形成N型电极，且在金属反射层表面形成P型电极，N型电极与P型电极之间相互绝缘；
沿N型氮化镓层的预设区域边缘对金属反射层至N型氮化镓层进行刻蚀，以得到多个发光微结构。
4.根据权利要求3所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，在形成所述P型氮化镓层后，且刻蚀裸露所述N型氮化镓层的预设区域前，所述制作方法还包括：
在所述P型氮化镓层表面形成所述欧姆接触层，其中，所述金属反射层位于所述欧姆接触层表面。
5.根据权利要求3所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，在形成所述金属反射层后，且形成所述N型电极和P型电极前，所述制作方法还包括：
在所述金属反射层表面形成所述金属扩散阻挡层，其中，所述P型电极形成于所述金属扩散阻挡层背离所述衬底一侧。
6.根据权利要求3所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，在形成所述金属反射层后，且形成所述N型电极和P型电极前，所述制作方法还包括：
形成覆盖所述金属反射层、且延伸覆盖至所述N型氮化镓层的预设区域的钝化层；
其中，所述钝化层对应所述预设区域的区域设置有第一开口，以用于形成所述N型电极，以及，所述钝化层对应所述金属反射层的区域设置有第二开口，以用于形成所述P型电极。
7.根据权利要求1所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，采用桥接连接方式将相连的所述发光微结构的N型电极和P型电极形成串联结构。
8.根据权利要求1所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，在电极形成串联结构后，且形成所述分布布拉格反射层前，所述制作方法还包括：
将第所述衬底放置在氮气环境中进行高温退火，形成良好的欧姆接触。
9.根据权利要求1所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，采用电子束蒸发或磁控溅射的工艺在所述发光微结构表面形成所述分布布拉格反射层。
10.根据权利要求1所述的倒装高压芯片的制作方法，其特征在于，所述分布布拉格反射层具有高钝化性能和高反射性能。
11.一种倒装高压芯片，其特征在于，所述倒装高压芯片采用权利要求1~10任意一项所述的制作方法制作而成。
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