CN112701205A - 一种深紫外芯片的全无机封装制备方法及深紫外芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及深紫外发光二极管封装技术领域,提供了一种深紫外芯片的全无机封装制备方法及深紫外芯片,制备方法包括蓝宝石衬底的外延制备、芯片制备、基板衬底的制备以及芯片与基板的共晶粘接,深紫外芯片包括芯片结构区及芯片密封区;芯片结构区包括蓝宝石、n‑AlGaN层、量子阱层、P‑AlGaN层、设置有P型欧姆接触及N型欧姆接触的绝缘层、高反射层、芯片共晶层、基板共晶层、第一面电路、基板及第二面电路;芯片密封区包括n‑AlGaN层、量子阱层、P‑AlGaN层、绝缘层、高反射层、芯片共晶层、基板共晶层、沉积层及基板。本发明解决了目前的深紫外芯片封装过程中,使用有机材料进行封装,易出现有机材料老化或降解,对芯片造成破坏,影响芯片稳定及使用寿命的问题。

Description

一种深紫外芯片的全无机封装制备方法及深紫外芯片
技术领域
本发明涉及深紫外发光二极管封装技术领域,尤其涉及一种深紫外芯片的全无机封装制备方法及深紫外芯片。
背景技术
波长在220nm至350nm之间的高功率深紫外线发光二极管在杀菌、净水、医疗、高密度光纪录、高显色性led照明以及高速分解处理公害物质等领域有广泛应用,迄今为止,深紫外线光源以准分子激光和各种倍频激光等气体和固体为媒介的紫外激光和气体灯为主流,使用半导体的高亮度深紫外线led和深紫外线ld,可以实现小型化,得到廉价、高效和长寿命的紫外光源,应用前景广阔。
目前的深紫外芯片封装过程中,通常会使用到树脂等有机材料,而深紫外的波长段能量强,有机材料的抗UVC性能通常很差,会加剧有机材料的老化或降解,其中,封装用有机胶水的老化降解会引起系统气密性问题,影响稳定以及寿命问题;此外,使用光学材料进行芯片包裹,紫外线的UVC波段会破坏材料,材料分解后会形成酸、碱性物质,会腐蚀电极,导致出现漏电等问题,同时,材料分解后会造成系统内部的应力问题,导致芯片各薄膜层出现脱落等风险。
因此,开发一种深紫外芯片的全无机封装制备方法及深紫外芯片,不但具有迫切的研究价值,也具有良好的经济效益和应用潜力,这正是本发明得以完成的动力所在和基础。
发明内容
为了克服上述所指出的现有技术的缺陷,本发明人对此进行了深入研究,在付出了大量创造性劳动后,从而完成了本发明。
具体而言,本发明所要解决的技术问题是:提供一种深紫外芯片的全无机封装制备方法及深紫外芯片,以解决目前的深紫外芯片封装过程中,使用有机材料进行封装,易出现有机材料老化或降解,对芯片造成破坏,影响芯片稳定及使用寿命的问题。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,所述制备方法包括蓝宝石衬底的外延制备、芯片制备、基板衬底的制备以及芯片与基板的共晶粘接;
其中,蓝宝石衬底的外延制备步骤包括:S1:在蓝宝石上制作外延片;
芯片制备步骤包括:S21:在步骤S1制得的外延片上制备出需要暴露n-AlGaN层的区域,并蚀刻至n-AlGaN层;
S22:在步骤S21制得的外延片上制备出需要暴露蓝宝石层的外围电性隔离区,并蚀刻至蓝宝石面,通过外围电性隔离区使外延片分为芯片结构区及所述芯片结构区外侧周圈设置的芯片密封区;
S23:在步骤S22制得的所述芯片结构区及所述芯片密封区上均制备上绝缘层;
S24:在步骤S23制得的所述芯片结构区的所述绝缘层上制备P型欧姆接触及N型欧姆接触;
S25:在步骤S24的所述芯片结构区的所述绝缘层上及步骤S23的所述芯片密封区的所述绝缘层上制备出高反射层;
S26:在步骤S25制得的所述芯片结构区及所述芯片密封区的所述高反射层上制备出芯片共晶层;
基板衬底的制备步骤包括:S31:在基板上制作通孔,并在所述通孔内填充金属材料,通过填充的金属材料将所述基板一侧的第一面电路及所述基板另一侧的第二面电路连通,同时,在所述基板上设置有所述第一面电路的一侧周圈设有基板密封区,所述基板密封区与所述芯片密封区对应设置,所述基板密封区包括沉积层;
S32:在步骤S31制得的所述基板的第一面电路表面及所述基板密封区的沉积层表面均制备出基板共晶层;
芯片与基板的共晶粘接步骤包括:S41:将步骤S26制得的所述芯片结构区的所述芯片共晶层与步骤S32制得的所述第一面电路表面的所述基板共晶层对准,并通过共晶粘接工艺使所述芯片结构区的所述芯片共晶层与所述第一面电路表面的所述基板共晶层共晶粘接,形成芯片的内部结构;
同时,将步骤S26制得的所述芯片密封区的的所述芯片共晶层与步骤S32制得的所述基板密封区的所述基板共晶层对准,并通过共晶粘接工艺使所述芯片密封区的的所述芯片共晶层与所述基板密封区的所述基板共晶层共晶粘接,形成芯片外侧周圈密封的封装结构,并对芯片形成气密的密封空间;
S42:对步骤S32制得的共晶粘接的芯片和基板通过高透材料填充,并进行光学角度的整形。
作为一种改进的方案,所述外延片包括n-AlGaN层、量子阱层及P-AlGaN层。
作为一种改进的方案,步骤S24制得的所述P型欧姆接触及所述N型欧姆接触的制备步骤,其中,所述P型欧姆接触的制备步骤包括:在步骤S23制得的所述绝缘层上刻蚀出P型欧姆接触区,在所述P型欧姆接触区内沉积P型欧姆接触材料,并将所述P型欧姆接触区外侧的P型欧姆接触材料刻蚀掉,并进行合金退火处理;
所述N型欧姆接触的制备步骤包括:在步骤S23制得的所述绝缘层上刻蚀出N型欧姆接触区,在所述N型欧姆接触区内沉积N型欧姆接触材料,并将所述N型欧姆接触区外侧的N型欧姆接触材料刻蚀掉,并进行快速退火处理。
作为一种改进的方案,所述P型欧姆接触材料采用氧化铟锡或镍、金;所述N型欧姆接触材料采用钛、铝或镍、铝。
作为一种改进的方案,所述高反射层采用金属铝层或采用DBR薄膜层,其中采用DBR薄膜层的制备步骤包括:在步骤S24的所述绝缘层上覆盖上所述DBR薄膜层,并将所述P型欧姆接触及所述N型欧姆接触的所述DBR薄膜层去除掉,并在去除掉所述DBR薄膜层处添加金属层,所述金属层分别与所述P型欧姆接触及所述N型欧姆接触连接。
作为一种改进的方案,所述DBR薄膜层采用20-360纳米波段反射率均大于99%的DBR薄膜。
作为一种改进的方案,所述芯片共晶层通过镀膜技术镀上金锡合金层,所述芯片共晶层的镀层厚度为2-4微米,所述基板共晶层通过镀膜技术镀上金层,所述基板共晶层的镀层厚度为0.1-1微米。
作为一种改进的方案,步骤S31的所述基板采用氮化铝基板、柔性基板及PCB基板中的任意一种。
作为一种改进的方案,所述共晶粘接工艺包括将所述芯片共晶层与所述基板共晶层置于氮气氛围下,在以2℃/s-4℃/s升温至160℃-180℃进行预热,之后进行持续55秒-65秒的第一次持温;
在第一次恒温后,再以4℃/s-6℃/s升温至240℃-260℃,之后进行持续25秒-35秒的第二次持温;
在第二次恒温后,再以4℃/s-6℃/s升温至300℃-320℃,持续4秒-6秒的第三次持温;
在第三次持温之后逐步降温,所述芯片共晶层与所述基板共晶层固化粘接。
一种深紫外芯片的全无机封装制备方法制备的深紫外芯片,所述深紫外芯片包括中间的芯片结构区及外侧周圈密封设置的芯片密封区;其中,所述芯片结构区包括蓝宝石、n-AlGaN层、量子阱层、P-AlGaN层、设置有P型欧姆接触及N型欧姆接触的绝缘层、高反射层、芯片共晶层、基板共晶层、第一面电路、基板及第二面电路;
所述芯片密封区包括n-AlGaN层、量子阱层、P-AlGaN层、绝缘层、高反射层、芯片共晶层、基板共晶层、沉积层及基板。
采用了上述技术方案后,本发明的有益效果是:
通过共晶粘接工艺使芯片共晶层与基板共晶层实现共晶粘接,使芯片与基板共晶后,对芯片的内部形成一个气密性的密闭空间,实现芯片与基板的全无机封装,之后,在对封装件做光学材料的处理时,无需担心有机材料老化或降解,对芯片造成破坏,影响芯片稳定及使用寿命的问题,同时,本申请的气密性封装工艺、结构简单,大幅度降低了封装成本,使芯片使用更加稳定,使用寿命更长。
综上,本发明解决了目前的深紫外芯片封装过程中,使用有机材料进行封装,易出现有机材料老化或降解,对芯片造成破坏,影响芯片稳定及使用寿命的问题。
附图说明
图1是本发明中蓝宝石衬底的外延制备步骤S1的剖面结构示意图;
图2是本发明中芯片制备步骤S21-S22的剖面结构示意图;
图3是本发明中芯片制备步骤S23的剖面结构示意图;
图4是本发明中芯片制备步骤S24的剖面结构示意图;
图5是本发明中芯片制备步骤S25采用金属铝层的剖面结构示意图;
图6是本发明中芯片制备步骤S25采用DBR薄膜层的剖面结构示意图;
图7是本发明中芯片制备步骤S26的剖面结构示意图;
图8是本发明中基板衬底的制备步骤S31基板上打通孔的剖面结构示意图;
图9是本发明中基板衬底的制备步骤S31的剖面结构示意图;
图10是本发明中基板衬底的制备步骤S32的剖面结构示意图;
图11是本发明中芯片与基板的共晶粘接步骤S41的剖面结构示意图;
图12是本发明中芯片与基板的共晶粘接完成后的剖面结构示意图;
图13是本发明中基板衬底的结构示意图;
图14是本发明实施例2的结构示意图;
图15是本发明实施例3的结构示意图;
图16是本发明实施例4的结构示意图;
其中,在图中,各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。
图中:1、蓝宝石,2、AlN层,3、AlN/AlGaN超晶格层,4、n-AlGaN层,5、量子阱层,6、P-AlGaN层,7、绝缘层,8、高反射层,9、芯片共晶层,10、基板共晶层,11、第一面电路,12、基板,13、第二面电路,14、外围电性隔离区,15、P型欧姆接触,16、N型欧姆接触,17、通孔,18、金属层,19、芯片结构区,20、芯片密封区,21、基板密封区,22、沉积层,23、补充金属层。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明,并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定,更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1:
如图1-图13所示,一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,制备方法包括蓝宝石1衬底的外延制备、芯片制备、基板12衬底的制备以及芯片与基板12的共晶粘接;
其中,如图1所示,蓝宝石1衬底的外延制备步骤包括:S1:通过MOCVD工艺,在蓝宝石1上制作外延片,其中,MOCVD称为金属有机化合物化学气相沉淀,在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术,属于本技术领域内技术人员公知常识,在此不再赘述,外延片包括AlN层2、AlN/AlGaN超晶格层3、n-AlGaN层4、量子阱层5及P-AlGaN层6,本实施例中,AlN层2厚5nm,AlN/AlGaN超晶格层3厚120nm,n-AlGaN层4厚2.3微米,量子阱层5厚0.1微米及P-AlGaN层6厚0.3微米,本实施例中的蓝宝石1衬底采用纳米图形化蓝宝石衬底;
如图2所示,芯片制备步骤包括:S21:通过光刻工艺在步骤S1制得的外延片上制备出需要暴露n-AlGaN层4的区域,并通过ICP 工艺蚀刻至n-AlGaN层4,其中,ICP 工艺为感应耦合等离子体刻蚀工艺,感应耦合等离子体刻蚀工艺和光刻工艺均属于本技术领域内技术人员公知常识,在此不再赘述;
如图2所示,S22:通过光刻工艺在步骤S21制得的外延片上制备出需要暴露蓝宝石1层的外围电性隔离区14,并通过ICP工艺蚀刻至蓝宝石1面,通过外围电性隔离区14使外延片分为芯片结构区19及芯片结构区19外侧周圈设置的芯片密封区20,通过外围电性隔离区14使芯片的中间部分与外侧周圈部分之间实现电性隔离,中间部分用于芯片制备,外圈部分用于密封封装,通过外圈部分的密封封装,使芯片中间部分形成气密性的密闭空间,用于保护芯片中间部分的结构;
如图3所示,S23:在步骤S22制得的外延片上的芯片结构区19及芯片密封区20上均通过PECVD工艺制备上绝缘层7,其中,PECVD工艺为等离子体增强化学气相沉积工艺,属于本技术领域内技术人员公知常识,在此不再赘述,本实施例中的绝缘层7为SiO2(二氧化硅)或SiNx(氮化硅);
如图4所示,S24:在步骤S23制得的芯片结构区19的绝缘层7上制备P型欧姆接触15及N型欧姆接触16;
其中,P型欧姆接触15的制备步骤包括:在步骤S23制得的绝缘层7上刻蚀出P型欧姆接触区,在P型欧姆接触区内沉积P型欧姆接触材料,并通过刻蚀工艺将P型欧姆接触区外侧的P型欧姆接触材料刻蚀掉,并进行合金退火处理,本实施例中,P型欧姆接触材料采用氧化铟锡或镍、金,其中,氧化铟锡厚度为500埃,或者采用镍厚度为10埃、金厚度为30埃;
N型欧姆接触16的制备步骤包括:在步骤S23制得的绝缘层7上刻蚀出N型欧姆接触区,在N型欧姆接触区内沉积N型欧姆接触材料,并通过刻蚀工艺将N型欧姆接触区外侧的N型欧姆接触材料刻蚀掉,并在氮气氛围下,进行快速退火处理,本实施例中,N型欧姆接触材料采用钛、铝或镍、铝,其中,钛厚度为200埃、铝厚度为1000埃或镍厚度为200埃、铝厚度为1000埃,继续阻挡金属沉积钛或铂厚度为1000埃,并且在500℃-600℃温度及氮气氛围下,快速退火3分钟;
如图5所示,S25:通过剥离工艺,在步骤S24的芯片结构区19的绝缘层7上及步骤S23的芯片密封区20的绝缘层7上均制备出高反射层8,剥离工艺属于本技术领域内技术人员公知常识,在此不再赘述,其中高反射层8可以采用金属铝层;
如图6所示,高反射层8也可以采用DBR薄膜层,其中采用DBR薄膜层的制备步骤包括:在步骤S24的绝缘层7上覆盖上DBR薄膜层,DBR薄膜层采用20-360纳米波段反射率均大于99%的DBR薄膜,由于DBR薄膜层绝缘,需要通过刻蚀工艺将P型欧姆接触15及N型欧姆接触16的DBR薄膜层去除掉,使P型欧姆接触15及N型欧姆接触16暴露,并在去除掉DBR薄膜层处添加金属层18,金属层18分别与P型欧姆接触15及N型欧姆接触16相连接,刻蚀工艺属于本技术领域内技术人员公知常识,在此不再赘述;
如图7所示,S26:通过剥离工艺,在步骤S25制得的芯片结构区19及芯片密封区20的高反射层8上制备出芯片共晶层9,芯片共晶层9通过镀膜技术镀上金锡合金层,其中金锡合金层中金80%、锡20%,芯片共晶层9的镀层厚度为2-4微米;
如图8-图9及图13所示,基板12衬底的制备步骤包括:S31:在基板12上打上通孔17,并在通孔17内填充金属材料,通过填充的金属将基板12一侧的第一面电路11及基板12另一侧的第二面电路13连通,同时,在基板12上设置有第一面电路11的一侧周圈设有基板密封区21,基板密封区21与芯片密封区20对应设置,基板密封区21包括沉积层22,其中,沉积层22沉积的为金属,通孔17的直径通常为50μm,基板12采用氮化铝基板、柔性基板及PCB基板中的任意一种,柔性基板包括聚酰亚胺或聚酯薄膜,PCB基板包括环氧板、环氧树脂板、溴化环氧树脂板、FR-4、玻璃纤维板、玻纤板等,基板12的第一面电路11、第二面电路13及沉积层22的主体均采用铜,厚度为50微米-70微米;
如图10所示,S32:在步骤S31制得的基板12的第一面电路11表面及基板密封区21的沉积层22表面均制备出基板共晶层10,基板共晶层10通过镀膜技术镀上金层,基板共晶层10的镀层厚度为0.1-1微米;
如图11所示,芯片与基板12的共晶粘接步骤包括:S41:通过固晶机拾取芯片,将芯片制备步骤S26制得的芯片结构区19的芯片共晶层9与基板12步骤S32制得的第一面电路11表面的基板共晶层10对准,并通过共晶粘接工艺使芯片结构区19的芯片共晶层9与第一面电路11表面的基板共晶层10共晶粘接,形成芯片的内部结构;
同时,将步骤S26制得的芯片密封区20的芯片共晶层9与步骤S32制得的基板密封区21的基板共晶层10对准,并通过共晶粘接工艺使芯片密封区20的的芯片共晶层9与基板密封区21的基板共晶层10共晶粘接,形成芯片外侧的周圈密封封装结构,对芯片形成气密的密封空间;
其中,共晶粘接工艺是金锡共晶粘接工艺,共晶粘接工艺包括将芯片共晶层9与基板共晶层10置于氮气氛围下,在以2℃/s-4℃/s升温至160℃-180℃进行预热,之后进行持续55秒-65秒的第一次持温;
在第一次恒温后,再以4℃/s-6℃/s升温至240℃-260℃,之后进行持续25秒-35秒的第二次持温;
在第二次恒温后,再以4℃/s-6℃/s升温至300℃-320℃,持续4秒-6秒的第三次持温,使芯片共晶层9与基板共晶层10高温合金化;
在第三次持温之后逐步降温,芯片共晶层9与基板共晶层10固化粘接;
S42:通过高透材料对步骤S32制得的共晶粘接的芯片和基板12进行球面或平面的光学角度的整形,其中,高透材料包括硅胶、环氧树脂、硅氧树脂、氟树脂、模压玻璃中至少之一,由于蓝宝石1在深紫外的折射率为1.80,空气折射率是1,直接从1.80到1会有较大的光损失,经过高透材料的光学角度的整形,其折射率约是1.2-1.5,后再到空气,将有助于光的提取,同时,也是产品对光源的角度需求。
本实施例中,结合图12所示,一种深紫外芯片的全无机封装制备方法制备的深紫外芯片,深紫外芯片包括中间的芯片结构区19及外侧周圈密封设置的芯片密封区20;其中,芯片结构区19包括蓝宝石1、AlN层2、AlN/AlGaN超晶格层3、n-AlGaN层4、量子阱层5、P-AlGaN层6、设置有P型欧姆接触15及N型欧姆接触16的绝缘层7、高反射层8、芯片共晶层9、基板共晶层10、第一面电路11、基板12及第二面电路13;
芯片密封区20包括n-AlGaN层4、量子阱层5、P-AlGaN层6、绝缘层7、高反射层8、芯片共晶层9、基板共晶层10、沉积层22及基板12。
实施例2:
如图14所示,一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,在实施例1的基础上,除以下不同外,其余与实施例1相同,本实施例中,芯片密封区20的制备是直接在步骤S22的外延片上沉积上补充金属层23,且补充金属层23的表面高度与步骤S26制得的芯片结构区19的芯片共晶层9的表面高度一致,使芯片与基板共晶粘接时,芯片密封区20与基板密封区21可以紧密粘接在一起,并形成密闭的封装结构;
由此,实施例2中芯片密封区20包括n-AlGaN层4、量子阱层5、P-AlGaN层6及补充金属层23。
实施例3:
如图15所示,一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,在实施例1的基础上,除以下不同外,其余与实施例1相同,本实施例中,芯片密封区20的制备是直接在步骤S21的外延片上沉积上补充金属层23,且补充金属层23的表面高度与步骤S26制得的芯片结构区19的芯片共晶层9的表面高度一致,使芯片与基板共晶粘接时,芯片密封区20与基板密封区21可以紧密粘接在一起,并形成密闭的封装结构;
由此,实施例3中芯片密封区20包括补充金属层23。
实施例4:
如图16所示,一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,在实施例1的基础上,除以下不同外,其余与实施例1相同,本实施例中,芯片密封区20的制备是直接在蓝宝石衬底沉积上补充金属层23,且补充金属层23的表面高度与步骤S26制得的芯片结构区19的芯片共晶层9的表面高度一致,使芯片与基板共晶粘接时,芯片密封区20与基板密封区21可以紧密粘接在一起,并形成密闭的封装结构;
由此,实施例4中芯片密封区20包括补充金属层23。
综上可得,本发明解决了目前的深紫外芯片封装过程中,使用有机材料进行封装,易出现有机材料老化或降解,对芯片造成破坏,影响芯片稳定及使用寿命的问题。
应当理解,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,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于,所述制备方法包括蓝宝石衬底的外延制备、芯片制备、基板衬底的制备以及芯片与基板的共晶粘接;
其中,蓝宝石衬底的外延制备步骤包括:S1:在蓝宝石上制作外延片;
芯片制备步骤包括:S21:在步骤S1制得的外延片上制备出需要暴露n-AlGaN层的区域,并蚀刻至n-AlGaN层;
S22:在步骤S21制得的外延片上制备出需要暴露蓝宝石层的外围电性隔离区,并蚀刻至蓝宝石面,通过外围电性隔离区使外延片分为芯片结构区及所述芯片结构区外侧周圈设置的芯片密封区;
S23:在步骤S22制得的所述芯片结构区及所述芯片密封区上均制备上绝缘层;
S24:在步骤S23制得的所述芯片结构区的所述绝缘层上制备P型欧姆接触及N型欧姆接触;
S25:在步骤S24的所述芯片结构区的所述绝缘层上及步骤S23的所述芯片密封区的所述绝缘层上制备出高反射层;
S26:在步骤S25制得的所述芯片结构区及所述芯片密封区的所述高反射层上制备出芯片共晶层;
基板衬底的制备步骤包括:S31:在基板上制作通孔,并在所述通孔内填充金属材料,通过填充的金属材料将所述基板一侧的第一面电路及所述基板另一侧的第二面电路连通,同时,在所述基板上设置有所述第一面电路的一侧周圈设有基板密封区,所述基板密封区与所述芯片密封区对应设置,所述基板密封区包括沉积层;
S32:在步骤S31制得的所述基板的第一面电路表面及所述基板密封区的沉积层表面均制备出基板共晶层;
芯片与基板的共晶粘接步骤包括:S41:将步骤S26制得的所述芯片结构区的所述芯片共晶层与步骤S32制得的所述第一面电路表面的所述基板共晶层对准,并通过共晶粘接工艺使所述芯片结构区的所述芯片共晶层与所述第一面电路表面的所述基板共晶层共晶粘接,形成芯片的内部结构;
同时,将步骤S26制得的所述芯片密封区的所述芯片共晶层与步骤S32制得的所述基板密封区的所述基板共晶层对准,并通过共晶粘接工艺使所述芯片密封区的的所述芯片共晶层与所述基板密封区的所述基板共晶层共晶粘接,形成芯片外侧周圈密封的封装结构,并对芯片形成气密的密封空间;
S42:对步骤S32制得的共晶粘接的芯片和基板通过高透材料填充,并进行光学角度的整形。
2.如权利要求1所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:所述外延片包括n-AlGaN层、量子阱层及P-AlGaN层。
3.如权利要求1所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:步骤S24制得的所述P型欧姆接触及所述N型欧姆接触的制备步骤,其中,所述P型欧姆接触的制备步骤包括:在步骤S23制得的所述绝缘层上刻蚀出P型欧姆接触区,在所述P型欧姆接触区内沉积P型欧姆接触材料,并将所述P型欧姆接触区外侧的P型欧姆接触材料刻蚀掉,并进行合金退火处理;
所述N型欧姆接触的制备步骤包括:在步骤S23制得的所述绝缘层上刻蚀出N型欧姆接触区,在所述N型欧姆接触区内沉积N型欧姆接触材料,并将所述N型欧姆接触区外侧的N型欧姆接触材料刻蚀掉,并进行快速退火处理。
4.如权利要求3所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:所述P型欧姆接触材料采用氧化铟锡或镍、金;所述N型欧姆接触材料采用钛、铝或镍、铝。
5.如权利要求1所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:所述高反射层采用金属铝层或采用DBR薄膜层,其中采用DBR薄膜层的制备步骤包括:在步骤S24的所述绝缘层上覆盖上所述DBR薄膜层,并将所述P型欧姆接触及所述N型欧姆接触的所述DBR薄膜层去除掉,并在去除掉所述DBR薄膜层处添加金属层,所述金属层分别与所述P型欧姆接触及所述N型欧姆接触连接。
6.如权利要求5所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:所述DBR薄膜层采用20-360纳米波段反射率均大于99%的DBR薄膜。
7.如权利要求1所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:所述芯片共晶层通过镀膜技术镀上金锡合金层,所述芯片共晶层的镀层厚度为2-4微米,所述基板共晶层通过镀膜技术镀上金层,所述基板共晶层的镀层厚度为0.1-1微米。
8.如权利要求1所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:步骤S31的所述基板采用氮化铝基板、柔性基板及PCB基板中的任意一种。
9.如权利要求1所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法,其特征在于:所述共晶粘接工艺包括将所述芯片共晶层与所述基板共晶层置于氮气氛围下,在以2℃/s-4℃/s升温至160℃-180℃进行预热,之后进行持续55秒-65秒的第一次持温;
在第一次恒温后,再以4℃/s-6℃/s升温至240℃-260℃,之后进行持续25秒-35秒的第二次持温;
在第二次恒温后,再以4℃/s-6℃/s升温至300℃-320℃,持续4秒-6秒的第三次持温;
在第三次持温之后逐步降温,所述芯片共晶层与所述基板共晶层固化粘接。
10.一种由权利要求1-9任意一项所述的一种深紫外芯片的全无机封装制备方法制备的深紫外芯片,其特征在于:所述深紫外芯片包括中间的芯片结构区及外侧周圈密封设置的芯片密封区;其中,所述芯片结构区包括蓝宝石、n-AlGaN层、量子阱层、P-AlGaN层、设置有P型欧姆接触及N型欧姆接触的绝缘层、高反射层、芯片共晶层、基板共晶层、第一面电路、基板及第二面电路;
所述芯片密封区包括n-AlGaN层、量子阱层、P-AlGaN层、绝缘层、高反射层、芯片共晶层、基板共晶层、沉积层及基板。
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