CN108281532A - 一种柔性led芯片及其制作方法、封装方法 - Google Patents
一种柔性led芯片及其制作方法、封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108281532A CN108281532A CN201810072169.6A CN201810072169A CN108281532A CN 108281532 A CN108281532 A CN 108281532A CN 201810072169 A CN201810072169 A CN 201810072169A CN 108281532 A CN108281532 A CN 108281532A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- type semiconductor
- electrode
- semiconductor layer
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 209
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 181
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 25
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 23
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 19
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 15
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 14
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 8
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 5
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical group O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical group [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本申请提供一种柔性LED芯片及其制作方法、封装方法，在柔性衬底上形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层。由于柔性衬底相对于蓝宝石衬底和硅衬底等硬质衬底，其厚度更薄，使得LED芯片的厚度更薄，散热更快。而通过在柔性衬底上形成两个过孔，在过孔中形成第一电极和第二电极，使得第一电极和第二电极裸露在柔性衬底的同一个表面，从而能够采用CSP工艺进行封装，使得封装后的LED芯片的厚度更薄，且封装工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片制作技术领域，尤其涉及一种柔性LED芯片及其制作方法、封装方法。
背景技术
LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不同，可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源、通用照明五大类。
随着LED芯片制作技术的不断提升，现有技术中LED芯片的可靠性和光电转换效率已经有较大提升，但是现有技术中通常在高温环境下，采用外延生长的方式在晶格较为匹配的衬底上依次生长缓冲层、N型层、多量子阱层(MQW)、P型层和欧姆接触层，晶格较为匹配的衬底一般为蓝宝石衬底或硅衬底，但是由于蓝宝石衬底和硅衬底需要为后续外延生长的LED外延结构层提供支撑，通常蓝宝石衬底和硅衬底的厚度较大，这就造成了LED芯片的厚度较大，出现散热慢或封装工艺繁琐的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种柔性LED芯片及其制作方法、封装方法，以解决现有技术中采用在蓝宝石衬底或硅衬底上外延生长各层结构的LED芯片存在厚度较大，导致的散热慢或封装工艺繁琐的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种柔性LED芯片制作方法，包括：
提供柔性衬底，所述柔性衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
在所述柔性衬底上形成第一过孔和第二过孔；
在所述柔性衬底的所述第一表面形成第一电极和第二电极，所述第一电极填充所述第一过孔，并延伸至所述柔性衬底的第二表面，所述第二电极填充所述第二过孔，并延伸至所述柔性衬底的第二表面；
在所述柔性衬底上所述第二电极之外的区域依次形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层；
在所述第二电极和所述第一型半导体层、所述多量子阱层之间的区域沉积钝化层，所述钝化层背离所述柔性衬底的表面至少高于所述多量子阱层和所述第二型半导体层的交界面；
溅射欧姆接触层，所述欧姆接触层连接所述第二电极和所述第二型半导体层；
快速热退火。
本发明还提供一种柔性LED芯片，采用上面所述的制作方法制作形成，所述柔性LED芯片包括：
柔性衬底，所述柔性衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
位于所述柔性衬底第一表面的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极均通过所述柔性衬底上的过孔延伸至所述柔性衬底的第二表面；
位于所述柔性衬底第二表面上，沿背离所述柔性衬底方向上依次设置的第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层，其中，所述第一型半导体层与所述第一电极欧姆接触；
钝化层，所述钝化层隔绝所述第二电极和所述第一型半导体层、所述多量子阱层；
欧姆接触层，所述欧姆接触层覆盖所述钝化层、所述第二电极和所述第二型半导体层，并使所述第二电极和所述第二型半导体层欧姆接触。
本发明还提供一种柔性LED芯片封装方法，包括：
提供电路基板和柔性LED芯片，其中，所述柔性LED芯片为上面所述的柔性LED芯片；
将所述柔性LED芯片的第一电极和第二电极采用芯片级封装工艺封装在所述电路基板上。
经由上述的技术方案可知，本发明提供的柔性LED芯片制作方法，在柔性衬底上形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层。由于柔性衬底相对于蓝宝石衬底和硅衬底等硬质衬底，其厚度更薄，使得LED芯片的厚度更薄，散热更快。而通过在柔性衬底上形成两个过孔，在过孔中形成第一电极和第二电极，使得第一电极和第二电极裸露在柔性衬底的同一个表面，从而能够采用CSP(Chip Scale Package，芯片级封装)工艺进行封装，使得封装后的LED芯片的厚度更薄，且封装工艺简单。
本发明还提供一种上述制作方法得到的柔性LED芯片，由于衬底为柔性衬底，所述柔性衬底厚度可以很薄，因此，柔性LED芯片相对于现有技术中的蓝宝石衬底或硅衬底的LED芯片厚度更薄，散热较快。而且第一电极和第二电极位于柔性衬底的一个表面，能够直接采用CSP封装工艺进行封装，使得LED芯片的封装更加简单。
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为本发明实施例提供的一种柔性LED芯片的制作方法流程图；
图2-图4为本发明实施例提供的在柔性衬底上制作第一电极和第二电极的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的溅射工艺形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层的方法流程图；
图6-图7为本发明实施例提供的溅射工艺形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层的流程示意图；
图8-图10为本发明实施例提供的制作溅射靶材工艺流程图；
图11、图12为形成钝化层的两种结构示意图；
图13为本发明实施例提供的柔性LED芯片的完整结构示意图；
图14为本发明实施例提供的键合工艺形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层的方法流程图；
图15-图18为本发明实施例提供的键合工艺形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层的流程示意图。
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。
本发明提供一种柔性LED芯片制作方法，请参见图1所示，所述柔性LED芯片制作方法包括：
S101：提供柔性衬底，所述柔性衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
本实施例中不限定所述柔性衬底的材质，现有技术中的柔性材质均可以应用在本发明中的LED芯片中。可选的，所述柔性衬底为塑料材质，且表面具有一定的平整度。
S102：在所述柔性衬底上形成第一过孔和第二过孔；
请参见图2，在柔性衬底3形成第一过孔31和第二过孔32，本实施例中不限定形成过孔的具体工艺，可选的，采用刻蚀工艺形成或者直接打孔形成第一过孔31和第二过孔32。
S103：在所述柔性衬底的所述第一表面形成第一电极和第二电极，所述第一电极填充所述第一过孔，并延伸至所述柔性衬底的第二表面，所述第二电极填充所述第二过孔，并延伸至所述柔性衬底的第二表面；
请参见图3在柔性衬底3的第一表面上第一过孔31和第二过孔32之间的区域形成光刻胶图案，也即第二光刻胶41。
请参见图4，采用蒸镀工艺蒸镀电极材料，形成第一电极51和第二电极52，其中，所述第二光刻胶41隔离所述第一电极51和所述第二电极52；去除所述第二光刻胶41，即可得到第一电极和第二电极。
S104：在所述柔性衬底上所述第二电极之外的区域依次形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层；
需要说明的是，本实施例中不限定在柔性衬底上形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层的具体工艺，可选的，本发明中的一个实施例中采用溅射工艺形成，如图5所示，在所述柔性衬底上所述第二电极之外的区域依次形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层，具体包括：
S1141：采用第一光刻胶遮挡所述柔性衬底第二表面的所述第二电极区域；
请参见图6，在柔性衬底的第二表面上的第二电极区域形成第一光刻胶42，用于对第二电极52区域进行遮挡，并裸露出第一电极51。
S1142：采用溅射工艺在所述柔性衬底上未被遮挡区域依次溅射形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层；
请参见图7，采用溅射工艺通过溅射靶材80上的材料，将靶材80上的单晶溅射至柔性衬底3上，依次形成第一型半导体层21、多量子阱层22和第二型半导体层23。
本实施例中在柔性衬底3上依次形成第一型半导体层21、多量子阱层22和第二型半导体层23。
具体包括：
提供第一型半导体层靶材、第二半导体层靶材、势垒层靶材、势阱层靶材；
先在溅射腔体内安装所述第一型半导体层靶材；
在所述柔性衬底上未被遮挡区域溅射形成第一型半导体层21；
在所述溅射腔体内交替安装所述势垒层靶材和所述势阱层靶材；
在所述第一型半导体层上交替形成多个势垒层和多个势阱层，组成多量子阱层22；
在所述溅射腔内安装所述第二型半导体层靶材；
在所述多量子阱层上形成第二型半导体层23。
需要说明的是，本实施例中所述靶材80包括靶材套环8和靶材20，所述靶材套环8用于固定靶材20。本实施例中针对不同材质，靶材结构基本相同。
请参见图8-图10，所述提供第一型半导体层靶材、第二半导体层靶材、势垒层靶材、势阱层靶材，具体包括：
如图8所示，提供四片半导体衬底，包括第一型掺杂半导体衬底、第二型掺杂半导体衬底、第一半导体衬底和第二半导体衬底；
需要说明的是，本实施例中第一型半导体层需要形成在第一型掺杂半导体衬底上，第二型半导体层需要形成在第二型掺杂办胴体衬底上，因此，本实施例中四片半导体衬底至少包括第一型掺杂半导体衬底和第二型掺杂半导体衬底。而多量子阱层中的势垒层和势阱层可以形成在掺杂的半导体衬底上，也可以形成在本征半导体衬底上，也即本实施例中对所述第一半导体衬底和第二半导体衬底的掺杂类型不做限定。
为保证晶格质量较好，且第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层之间的晶格匹配较好，本实施例中所述四片半导体衬底的基础材质相同，仅掺杂类型不同，本实施例中不限定所述四片半导体衬底的基础材质，可选的，所述四片半导体衬底的基础材质为GaN、GaAs或AlGaAs。
由于后续需要通过刻蚀工艺去除半导体衬底，因此，本实施例中还包括在四片所述半导体衬底上均生长蚀刻截止层步骤，由于四片半导体衬底的基础材质相同，本实施例中所述蚀刻截止层的材质也相同。
如图8所示，在所述第一型掺杂半导体衬底11的蚀刻截止层上形成第一型半导体材料21、在所述第二型掺杂半导体衬底14的蚀刻截止层上形成第二型半导体材料23、在所述第一半导体衬底12上的蚀刻截止层上形成势垒层材料221、在所述第二半导体衬底12上的蚀刻截止层上形成势阱层材料222形成四个组合片。
如图9所示，将四个组合片分别套上靶材套环8，为方便说明，本实施例中将组合片的衬底统一显示为标号1、组合片的靶材材料层统一显示为标号20，靶材材料层20包括第一型半导体层材料21、第二半导体层材料23、势垒层材料221、势阱层材料222。
如图10所示，去除四个组合片上的半导体衬底和蚀刻截止层，形成第一型半导体层靶材、第二半导体层靶材、势垒层靶材、势阱层靶材。
另外，本实施例中不限定LED芯片中各层结构的材质，可选的，根据不同的需求，可以制作不同材质的LED芯片，例如，LED芯片中的第一型半导体层为N型GaN层，第二型半导体层为P型GaN层，位于N型GaN层和P型GaN层之间的多量子阱层对应的为InGaN层，其中，多量子阱层中的势垒层和势阱层的材质均为InGaN，不同的是两者中的In组分不同。对应的，在靶材制作过程中，所使用的半导体衬底为GaN衬底。
LED芯片中的第一型半导体层还可以为N型AlGaInP层，第二型半导体层为P型AlGaInP层，位于N型AlGaInP层和P型AlGaInP层之间的多量子阱层对应的为AlGaAs层，其中，多量子阱层中的势垒层和势阱层的材质均为AlGaAs，不同的是两者中的Al组分不同。对应的，在靶材制作过程中，所使用的半导体衬底为GaAs衬底。
LED芯片中的第一型半导体层还可以为N型AlGaAs层，第二型半导体层为P型AlGaAs层，位于N型AlGaAs层和P型AlGaAs层之间的多量子阱层对应的为AlGaAs层，其中，多量子阱层中的势垒层和势阱层的材质均为AlGaAs，不同的是两者中的Al组分不同。对应的，在靶材制作过程中，所使用的半导体衬底为AlGaAs衬底。
S1143：去除所述第一光刻胶42；
进行后续步骤S105。
S105：在所述第二电极和所述第一型半导体层、所述多量子阱层之间的区域沉积钝化层，所述钝化层背离所述柔性衬底的表面至少高于所述多量子阱层和所述第二型半导体层的交界面；
请参见图11和图12，在去除第二电极上的遮挡后，沉积钝化层6，本实施例中不限定所述钝化层的材质，只要钝化层6能够钝化第二电极和第一型半导体层、多量子阱层即可，因此，如图11和图12所示，钝化层6的高度H必须要大于多量子阱层和第二型半导体层的交界面的高度h。
S106：溅射欧姆接触层，所述欧姆接触层连接所述第二电极和所述第二型半导体层；
请参见图13，溅射欧姆接触层7，需要说明的是，本实施例中所述欧姆接触层是用于具体包括：提供欧姆接触层衬底；采用溅射工艺形成欧姆接触层。
S108：快速热退火。
本实施例中在300℃温度下进行快速热退火工艺，使得欧姆接触层与第二电极和第二型半导体层之间形成欧姆接触。
本发明提供的柔性LED芯片制作方法，在柔性衬底上形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层。由于柔性衬底相对于蓝宝石衬底和硅衬底等硬质衬底，其厚度更薄，使得LED芯片的厚度更薄，散热更快。而通过在柔性衬底上形成两个过孔，在过孔中形成第一电极和第二电极，使得第一电极和第二电极裸露在柔性衬底的同一个表面，从而能够采用CSP(Chip Scale Package，芯片级封装)工艺进行封装，使得封装后的LED芯片的厚度更薄，且封装工艺简单。
另外，本实施例中采用溅射工艺在柔性衬底上直接形成单晶材料层，由于溅射工艺所需要的温度小于外延生长的温度，避免高温对已经形成的晶体质量造成影响，从而能够提高LED芯片中各层结构的晶体质量，进而提高LED芯片的性能。
本发明还提供一种采用上述溅射工艺形成的LED芯片，一方面LED芯片的制作工艺改进，提高了LED芯片的性能；另一方面，采用本发明提供的LED芯片工艺制作得到的LED芯片的两个电极能够直接焊接或其他工艺形成在电路板上，从而采用CSP(Chip ScalePackage，芯片级封装)进行封装，使得封装工艺更加简单，形成的LED芯片更加可靠。
在本发明的另一个实施例中，在柔性衬底上所述第二电极之外的区域依次形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层，还可以采用键合工艺形成，如图14所示，具体包括：
S1241：提供半导体衬底；
S1242：在所述半导体衬底上依次外延生长蚀刻截止层、所述第一型半导体层、所述多量子阱层和所述第二型半导体层；
请参见图15所示，在通常的硬质半导体衬底40上采用外延工艺依次生长所述第一型半导体层23、所述多量子阱层22和所述第二型半导体层21。
本实施例中不限定所述半导体衬底的材质，可选的，所述半导体衬底的材质为GaN、GaAs或AlGaN。对应地，在半导体衬底上形成的第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层与所述半导体衬底具有相匹配的晶格结构。
S1243：将所述第二型半导体层与所述柔性衬底的第二表面进行键合；
请参见图16所示，采用键合工艺将半导体衬底上的各层结构键合在柔性衬底上。
S1244：剥离所述半导体衬底；
请参见图17为剥离半导体衬底40后的LED结构。
S1245：蚀刻去除所述柔性衬底第二表面上第二电极区域对应的所述第一型半导体层、所述多量子阱层和所述第二型半导体层，裸露出所述第二电极。
请参见图18，采用蚀刻工艺，裸露出第二电极。
后续进行步骤S105。
本实施例中采用键合工艺将半导体衬底上的第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层转移到柔性衬底上，从而实现了在柔性衬底上制作形成LED芯片的目的。
需要说明的是，以上实施例中并不限定第一型半导体层和第二型半导体层的具体类型，可选的，如图7所示，所述第一型半导体层21为N型半导体层，所述第二型半导体层23为P型半导体层，所述欧姆接触层7为GaP层；
或如图18所示，所述第一型半导体层23为P型半导体层和GaP层，所述第二型半导体层21为N型半导体层，所述欧姆接触层为ITO(氧化铟锡)层。
本发明中的柔性LED芯片，采用柔性衬底代替现有技术中的蓝宝石等衬底，从而能够减薄LED芯片的厚度，使得LED厚度薄化。
本发明还提供一种柔性LED芯片，采用上面实施例中所述的制作方法制作形成，请参见图13，所述柔性LED芯片包括：柔性衬底3，柔性衬底3包括相对设置的第一表面和第二表面；位于柔性衬底3第一表面的第一电极51和第二电极52，第一电极51和第二电极52均通过柔性衬底3上的过孔延伸至柔性衬底3的第二表面；位于柔性衬底3第二表面上，沿背离柔性衬底3方向上依次设置的第一型半导体层21、多量子阱层22和第二型半导体层23，其中，第一型半导体层21与第一电极51欧姆接触；钝化层6，钝化层6隔绝第二电极52和第一型半导体层21、多量子阱层22；欧姆接触层7，欧姆接触层7覆盖钝化层6、第二电极52和第二型半导体层23，并使第二电极52和第二型半导体层23欧姆接触。
本实施例中不限定所述第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层的具体材质，可选的，所述第一型半导体层为N型GaN层，所述多量子阱层为InGaN层，所述第二型半导体层为P型GaN层；或所述第一型半导体层为N型AlGaInP层，所述多量子阱层为AlGaAs层，所述第二型半导体层为P型AlGaInP层；或所述第一型半导体层为N型AlGaAs层，所述多量子阱层为AlGaAs层，所述第二型半导体层为P型AlGaAs层。
本实施例中也不限定各层结构的厚度，可选的，各层结构的厚度均小于2μm。
需要说明的是，当第一型半导体层为N型半导体层，第二型半导体层为P型半导体层时，欧姆接触层为GaP层；而本发明中其他实施例中，所述第一型半导体层还可以为P型半导体层，所述第二型半导体层为N型半导体层，此时对应的，所述欧姆接触层为ITO层。同时，P型半导体层与第一电极之间也包括一层欧姆接触层，该欧姆接触层为GaP层。
本发明实施例中提供的柔性LED芯片，由于采用柔性衬底代替了现有技术中的蓝宝石衬底等硬质衬底，从而能够使得LED芯片的厚度更薄，进而散热更快，且由于第一电极和第二电极形成在柔性衬底的表面，从而能够采用CSP封装工艺进行封装，使得LED芯片封装更加简单，且封装后的LED芯片更薄。
本发明中还提供一种柔性LED芯片的封装方法，所述柔性LED芯片为上面任意一个实施例中所述的柔性LED芯片，由于所述柔性LED芯片上直接形成有第一电极和第二电极，且第一电极和第二电极能够通过焊接等工艺直接连接至待封装的电路基板上，因此，本实施例中提供的柔性LED芯片的封装方法能够采用CSP(Chip Scale Package，芯片级封装)工艺进行封装。
由于本发明中采用柔性LED芯片，能够更薄，而且第一电极和第二电极直接裸露，能够实现CSP封装，封装安装更加方便快捷。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
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 (14)
1.一种柔性LED芯片制作方法，其特征在于，包括：
提供柔性衬底，所述柔性衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
在所述柔性衬底上形成第一过孔和第二过孔；
在所述柔性衬底的所述第一表面形成第一电极和第二电极，所述第一电极填充所述第一过孔，并延伸至所述柔性衬底的第二表面，所述第二电极填充所述第二过孔，并延伸至所述柔性衬底的第二表面；
在所述柔性衬底上所述第二电极之外的区域依次形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层；
在所述第二电极和所述第一型半导体层、所述多量子阱层之间的区域沉积钝化层，所述钝化层背离所述柔性衬底的表面至少高于所述多量子阱层和所述第二型半导体层的交界面；
溅射欧姆接触层，所述欧姆接触层连接所述第二电极和所述第二型半导体层；
快速热退火。
2.根据权利要求1所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，所述在所述柔性衬底上所述第二电极之外的区域依次形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层，具体包括：
采用第一光刻胶遮挡所述柔性衬底第二表面的所述第二电极区域；
采用溅射工艺在所述柔性衬底上未被遮挡区域依次溅射形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层；
去除所述第一光刻胶。
3.根据权利要求2所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，所述采用溅射工艺，在所述柔性衬底上未被遮挡区域依次溅射形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层，具体包括：
提供第一型半导体层靶材、第二半导体层靶材、势垒层靶材、势阱层靶材；
在溅射腔体内安装所述第一型半导体层靶材；
在所述柔性衬底上未被遮挡区域溅射形成第一型半导体层；
在所述溅射腔体内交替安装所述势垒层靶材和所述势阱层靶材；
在所述第一型半导体层上交替形成多个势垒层和多个势阱层，组成多量子阱层；
在所述溅射腔内安装所述第二型半导体层靶材；
在所述多量子阱层上形成第二型半导体层。
4.根据权利要求3所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，所述提供第一型半导体层靶材、第二半导体层靶材、势垒层靶材、势阱层靶材，具体包括：
提供四片半导体衬底，包括第一型掺杂半导体衬底、第二型掺杂半导体衬底、第一半导体衬底和第二半导体衬底；
在四片所述半导体衬底上均生长蚀刻截止层；
在所述第一型掺杂半导体衬底的蚀刻截止层上形成第一型半导体材料、在所述第二型掺杂半导体衬底的蚀刻截止层上形成第二型半导体材料、在所述第一半导体衬底上的蚀刻截止层上形成势垒层材料、在所述第二半导体衬底上的蚀刻截止层上形成势阱层材料形成组合片；
将四个组合片分别套上靶材套环；
去除四个组合片上的半导体衬底和蚀刻截止层，形成第一型半导体层靶材、第二半导体层靶材、势垒层靶材、势阱层靶材。
5.根据权利要求4所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，所述第一型掺杂半导体衬底、所述第二型掺杂半导体衬底、所述第一半导体衬底和所述第二半导体衬底的衬底材质相同，为GaN、GaAs或AlGaN。
6.根据权利要求1所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，所述在所述柔性衬底上所述第二电极之外的区域依次形成第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层，具体包括：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底上依次外延生长蚀刻截止层、所述第一型半导体层、所述多量子阱层和所述第二型半导体层；
将所述第二型半导体层与所述柔性衬底的第二表面进行键合；
剥离所述半导体衬底；
蚀刻去除所述柔性衬底第二表面上第二电极区域对应的所述第一型半导体层、所述多量子阱层和所述第二型半导体层，裸露出所述第二电极。
7.根据权利要求6所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，所述半导体衬底的材质为GaN、GaAs或AlGaN。
8.根据权利要求1所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，溅射欧姆接触层，具体包括：
提供欧姆接触层衬底；
采用溅射工艺形成欧姆接触层。
9.根据权利要求1所述的柔性LED芯片制作方法，其特征在于，所述在所述柔性衬底的所述第一表面形成第一电极和第二电极，具体包括：
在所述柔性衬底的所述第一表面上所述第一过孔和第二过孔之间的区域形成第二光刻胶；
采用蒸镀工艺蒸镀电极材料，形成第一电极和第二电极，其中，所述光刻胶隔离所述第一电极和所述第二电极；
去除所述第二光刻胶。
10.一种柔性LED芯片，其特征在于，采用权利要求1-6任意一项所述的制作方法制作形成，所述柔性LED芯片包括：
柔性衬底，所述柔性衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；
位于所述柔性衬底第一表面的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极均通过所述柔性衬底上的过孔延伸至所述柔性衬底的第二表面；
位于所述柔性衬底第二表面上，沿背离所述柔性衬底方向上依次设置的第一型半导体层、多量子阱层和第二型半导体层，其中，所述第一型半导体层与所述第一电极欧姆接触；
钝化层，所述钝化层隔绝所述第二电极和所述第一型半导体层、所述多量子阱层；
欧姆接触层，所述欧姆接触层覆盖所述钝化层、所述第二电极和所述第二型半导体层，并使所述第二电极和所述第二型半导体层欧姆接触。
11.根据权利要求10所述的柔性LED芯片，其特征在于，所述第一型半导体层为N型GaN层，所述多量子阱层为InGaN层，所述第二型半导体层为P型GaN层；
或所述第一型半导体层为N型AlGaInP层，所述多量子阱层为AlGaAs层，所述第二型半导体层为P型AlGaInP层；
或所述第一型半导体层为N型AlGaAs层，所述多量子阱层为AlGaAs层，所述第二型半导体层为P型AlGaAs层。
12.根据权利要求10所述的柔性LED芯片，其特征在于，所述第一半导体层、所述多量子阱层和所述第二半导体层的厚度小于2μm。
13.根据权利要求10所述的柔性LED芯片，其特征在于，所述第一型半导体层为N型半导体层，所述第二型半导体层为P型半导体层，所述欧姆接触层为GaP层；
或所述第一型半导体层为P型半导体层，所述第二型半导体层为N型半导体层，所述欧姆接触层为ITO层。
14.一种柔性LED芯片封装方法，其特征在于，包括：
提供电路基板和柔性LED芯片，其中，所述柔性LED芯片为权利要求10-13任意一项所述的柔性LED芯片；
将所述柔性LED芯片的第一电极和第二电极采用芯片级封装工艺封装在所述电路基板上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810072169.6A CN108281532B (zh) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 一种柔性led芯片及其制作方法、封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810072169.6A CN108281532B (zh) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 一种柔性led芯片及其制作方法、封装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108281532A true CN108281532A (zh) | 2018-07-13 |
| CN108281532B CN108281532B (zh) | 2020-11-17 |
Family
ID=62805006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810072169.6A Active CN108281532B (zh) | 2018-01-25 | 2018-01-25 | 一种柔性led芯片及其制作方法、封装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108281532B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112599623A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-04-02 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种柔性二极管芯片及其制作方法 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1851948A (zh) * | 2006-05-29 | 2006-10-25 | 金芃 | 通孔垂直结构的半导体芯片或器件 |
| CN101051630A (zh) * | 2007-05-14 | 2007-10-10 | 金芃 | 垂直结构的半导体芯片或器件 |
| CN101847661A (zh) * | 2009-03-26 | 2010-09-29 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN101980393A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-02-23 | 福建钧石能源有限公司 | 大面积柔性光电器件的制造方法 |
| CN102005510A (zh) * | 2009-09-02 | 2011-04-06 | 艾笛森光电股份有限公司 | 发光二极管组件的制造方法 |
| CN102231421A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-02 | 中国科学院半导体研究所 | 发光二极管封装结构的制作方法 |
| CN102800778A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 东莞市福地电子材料有限公司 | 一种芯片倒装的发光二极管及其制造方法 |
| CN102983234A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-03-20 | 中国科学院半导体研究所 | 制作柔性金字塔阵列GaN基半导体发光二极管的方法 |
| CN104694901A (zh) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | 信越化学工业株式会社 | 溅射沉积方法、溅射系统、光掩模坯料的制造及光掩模坯料 |
| CN104701437A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-06-10 | 武汉大学 | 一种三维led发光器件 |
| US20160141446A1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-19 | PlayNitride Inc. | Method for manufacturing light emitting device |
| CN106058001A (zh) * | 2015-04-07 | 2016-10-26 | Lg电子株式会社 | 半导体发光装置、其转移头及转移半导体发光装置的方法 |
| CN106282917A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 北京埃德万斯离子束技术研究所股份有限公司 | 氮化镓半导体薄膜、氮化镓基发光二极管及制备方法 |
| CN106299073A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-01-04 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 发光二极管晶圆及其形成方法 |
-
2018
- 2018-01-25 CN CN201810072169.6A patent/CN108281532B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1851948A (zh) * | 2006-05-29 | 2006-10-25 | 金芃 | 通孔垂直结构的半导体芯片或器件 |
| CN101051630A (zh) * | 2007-05-14 | 2007-10-10 | 金芃 | 垂直结构的半导体芯片或器件 |
| CN101847661A (zh) * | 2009-03-26 | 2010-09-29 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN102005510A (zh) * | 2009-09-02 | 2011-04-06 | 艾笛森光电股份有限公司 | 发光二极管组件的制造方法 |
| CN101980393A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-02-23 | 福建钧石能源有限公司 | 大面积柔性光电器件的制造方法 |
| CN102800778A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 东莞市福地电子材料有限公司 | 一种芯片倒装的发光二极管及其制造方法 |
| CN102231421A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-11-02 | 中国科学院半导体研究所 | 发光二极管封装结构的制作方法 |
| CN102983234A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-03-20 | 中国科学院半导体研究所 | 制作柔性金字塔阵列GaN基半导体发光二极管的方法 |
| CN104694901A (zh) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | 信越化学工业株式会社 | 溅射沉积方法、溅射系统、光掩模坯料的制造及光掩模坯料 |
| US20160141446A1 (en) * | 2014-11-18 | 2016-05-19 | PlayNitride Inc. | Method for manufacturing light emitting device |
| CN104701437A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-06-10 | 武汉大学 | 一种三维led发光器件 |
| CN106058001A (zh) * | 2015-04-07 | 2016-10-26 | Lg电子株式会社 | 半导体发光装置、其转移头及转移半导体发光装置的方法 |
| CN106282917A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 北京埃德万斯离子束技术研究所股份有限公司 | 氮化镓半导体薄膜、氮化镓基发光二极管及制备方法 |
| CN106299073A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-01-04 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 发光二极管晶圆及其形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112599623A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-04-02 | 中山德华芯片技术有限公司 | 一种柔性二极管芯片及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108281532B (zh) | 2020-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6262745B2 (ja) | 発光ダイオードディスプレイの製造方法および発光ダイオードディスプレイ | |
| CN103222073B (zh) | 发光二极管芯片、发光二极管封装结构、及用以形成上述的方法 | |
| EP2750194A1 (en) | Light emitting device comprising a plurality of light emitting diode cells | |
| CN105552180A (zh) | 一种新型高压led的制作方法 | |
| KR20070028364A (ko) | 반도체 발광 다이오드상의 반사층 제조 | |
| KR101622308B1 (ko) | 발광소자 및 그 제조방법 | |
| CN102315351A (zh) | 半导体元件及制造方法 | |
| KR20100094671A (ko) | 발광소자 및 그 제조방법 | |
| JP5363973B2 (ja) | ツェナーダイオードを備える発光素子及びその製造方法 | |
| CN101916769A (zh) | 抗静电氮化镓基发光器件及其制作方法 | |
| CN103762222A (zh) | 一种模块化阵列式高压led芯片及其制造方法 | |
| CN105336829B (zh) | 倒装发光二极管结构及其制作方法 | |
| CN108281532A (zh) | 一种柔性led芯片及其制作方法、封装方法 | |
| CN102163671A (zh) | 光半导体装置及其制造方法、光半导体模块 | |
| KR101138947B1 (ko) | 제너 다이오드를 구비하는 발광소자 및 그것을 제조하는방법 | |
| TW200950132A (en) | Light emitting device package structure and fabricating method thereof | |
| CN108123018A (zh) | 一种氮化镓基倒装结构发光器件及其制备方法 | |
| CN101916768B (zh) | 高效抗静电氮化镓基发光器件及其制作方法 | |
| CN115458645B (zh) | 一种集成式彩色Micro LED的防串扰结构制造方法 | |
| CN102244173B (zh) | 发光元件及其制造方法 | |
| CN105161605B (zh) | 一种可实现高效封装的GaN基LED芯片制备方法 | |
| CN101964388A (zh) | 发光器件封装及其制造方法 | |
| US20150303179A1 (en) | Light Emitting Diode Assembly With Integrated Circuit Element | |
| KR100730754B1 (ko) | 제너 다이오드를 구비하는 발광소자 및 그것을 제조하는방법 | |
| CN209282184U (zh) | 元件单元 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |