[发明专利]硅衬底平面LED集成芯片及制造方法

权利要求书

1.一种硅衬底平面LED集成芯片，包括若干个LED裸芯片(1)和硅衬底(2)，所述LED裸芯片(1)包括衬底(10)和N型外延层(11)、P型外延层(12)，其特征在于：所述硅衬底(2)顶面于每个所述LED裸芯片(1)处有两个分离的沉积金属层(3)，若干个所述LED裸芯片(1)正装或倒装焊接在各所述金属层(3)上，所述硅衬底(2)于每个所述LED裸芯片(1)处有一个阱区(7)，各所述金属层(3)与所述硅衬底(2)的结合区分别还有一个掺杂的隔离层(5)，所述隔离层(5)位于所述阱区(7)内，各所述LED裸芯片(1)对应的所述金属层(3)之间设有阻挡层(6)，所述金属层(3)引出阳极接点(80)和阴极接点(81)。

2.根据权利要求1所述的硅衬底平面LED集成芯片，其特征在于：所述衬底(10)为砷化镓或碳化硅衬底，所述衬底(10)直接焊接在所述金属层(3)上，所述P型外延层(12)通过金属线(41)对应焊接在相邻的一个所述金属层(3)上。

3.根据权利要求1所述的硅衬底平面LED集成芯片，其特征在于：所述衬底(10)为氧化铝衬底，所述衬底(10)正装焊接或粘贴在所述金属层(3)上，所述P型外延层(12)、所述N型外延层(11)分别通过金属线(43、45)焊接在相邻的所述金属层(3)上。

4.根据权利要求2或3所述的硅衬底平面LED集成芯片，其特征在于：所述金属线(41、43、45)为金线或铝线或铜线。

5.根据权利要求1所述的硅衬底平面LFD集成芯片，其特征在于：所述P型外延层(12)、所述N型外延层(11)分别通过焊球(42)倒装焊接在所述金属层(3)上。

6.根据权利要求5所述的硅衬底平面LED集成芯片，其特征在于：所述焊球(42)为金球栓或铜球栓或锡球。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的硅衬底平面LED集成芯片，其特征在于：若干个所述LED裸芯片(1)之间并联或串联或串并联组合连接。

8.根据权利要求1或2或3或5或6所述的硅衬底平面LED集成芯片，其特征在于：所述硅衬底(2)为N型或P型，所述阱区(7)与所述硅衬底(2)极性相反，所述隔离层(5)与所述硅衬底(2)极性相同，所述金属层(3)为金属铝或铜或硅铝合金。

9.一种用于制造权利要求1所述的硅衬底平面LED集成芯片的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)形成阻挡层：将所述硅衬底(2)的上表面在氧化炉管内热氧化生长出氧化层，然后在光刻机上利用阻挡层掩模版进行光刻，再用含HF的腐蚀液对氧化层的光刻图形部分进行蚀刻，去除所述光刻图形部分内的氧化层，剩余的氧化层构成部分所述阻挡层(6)；

(b)形成阱区：将与所述硅衬底(2)极性相反的硼离子或二氟化硼或磷离子掺杂注入所述硅衬底(2)内，形成P型或N型掺杂区，再予以高温驱入，形成P型或N型区，即形成所述阱区(7)；

(c)形成隔离层、阻挡层：对步骤(a)中形成的氧化层进行光刻，再用含HF的腐蚀液对氧化层的光刻图形部分进行蚀刻，最终剩余的氧化层构成所述阻挡层(6)；然后用离子注入法将与所述硅衬底(2)极性相同的离子注入所述阱区(7)内，再在高温下驱入，形成所述隔离层(5)；

(d)形成金属层：以溅射或蒸镀的方法沉积金属层，然后在光刻机上利用金属光刻掩模版进行光刻，再用湿法或干法蚀刻工艺对金属层进行蚀刻，蚀刻后剩余的金属层构成并联或串联或串并联组合连接的所述金属层(3)及阳极接点(80)和阴极接点(81)；

(e)LED裸芯片封装：通过超声键合的方法将若干个所述LED裸芯片(1)的所述衬底(10)正装直接焊接在所述金属层(3)上，再根据串并联的需要将连接所述P型外延层(12)焊点的所述金属线(41)焊接在相邻的一个所述金属层(3)上；或者，用超声键合或胶粘的方法将所述衬底(10)正装焊接或粘贴在所述金属层(3)上，再将所述P型外延层(12)、所述N型外延层(11)分别通过金属线(43、45)焊接在相邻的所述金属层(3)上；或者，植焊球(42)于所述金属层(3)上，再通过超声键合的方法将若干个所述LED裸芯片(1)倒装在所述焊球(42)上。