[发明专利]一种倒装LED芯片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED芯片的制作方法，尤其是涉及一种倒装LED芯片的制作方法。

背景技术

在蓝宝石衬底上制作的蓝、绿或紫光LED芯片的发光面为外延材料的生长表面，即P型表面。在LED的封装过程中，都把蓝宝石衬底面直接固定在散热板上。在LED的工作过程中，其发光区是器件发热的根源。由于蓝宝石衬底本身是一种绝缘体材料，且导热性能和GaN材料比较差，所以对这种正装的LED器件其工作电流都有一定的限制，以确保LED的发光效率和工作寿命。为改善器件的散热性能，人们设计了一种LED芯片结构，即倒装结构的LED芯片。

自从提出芯片的倒装设计之后，人们针对其可行性进行了大量的研究和探索。由于LED芯片设计的局限性，封装良率一直很低，原因如下：第一、N型电极区域相对小，很难与PCB板的相应区域对位；第二、N型电极位置比P型电极位置高很多，很容易造成虚焊、脱焊情形；第三、为制作N型电极，往往要人为地去掉很大一部分有源区，这样大大地减少了器件的发光面积，直接影响了LED发光效率。

如图1所示，利用MOCVD、VPE、MBE或LPE技术在衬底1上生长器件（如LED、LD等）结构，从上至下依次分别为衬底30、N型材料层31、发光区32、P型材料层33、P型电极34、P级焊锡层35、PCB板36以及散热板40。其中N型材料层31与散热板40之间还依次连接N型电极37、N级焊锡层38和PCB板39。

该传统的倒装LED芯片存在的技术缺陷如下：

1、在水平方向N型电极37所处位置与P型电极34相距较远，N型电极37对其下方的PCB板27的位置设计有苛刻的要求，影响到封装优良率。

2、N型电极37位置比P型电极34位置高很多，导致其与下方的PCB板39之间的间隙较大，在焊锡时很容易使得N级焊锡层38过长而造成虚焊或脱焊的发生。

3、为了使得N型电极37与其下方的PCB板39可以进行焊接，需要去掉很大一部分发光区，影响到LED芯片的发光效率。

发明内容

本发明设计了一种倒装LED芯片的制作方法，其解决了以下技术问题是：

（1）N型电极区域相对小，很难与PCB板的相应区域对位，会影响到封装效果和LED产品的优良率；

（2）N型电极位置比P型电极位置高很多，很容易造成虚焊、脱焊情形；

（3）为制作N型电极，往往要人为地去掉很大一部分有源区，这样大大地减少了器件的发光面积，直接影响了LED发光效率。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案： 

一种倒装LED芯片的制作方法，LED芯片从下至上依次为衬底（1）、缓冲层（2）、N型层（3）、N型分别限制层（4）、有源区层（5）、P型分别限制层（6）、P型层（7）以及P型欧姆接触层（8），包括以下制作步骤：

步骤01、在P型欧姆接触层（8）表面形成光反射层（9）；

步骤02、形成N型电极形成区（12）；

步骤03、形成绝缘介质膜（13）；

步骤04、形成P型电极区（17）和N型电极区（18）；

步骤05、制作形成P型电极（21）和N型电极（22），其中N型电极（22）为阶梯结构，N型电极（22）的下端穿过所述绝缘介质膜（13）与所述N型层（3）连接，N型电极（22）的上端向P型电极（21）的位置延伸，并且上端的N型电极（22）与P型电极（21）存在相同高度的或近似高度的共同锡焊面；

步骤06、P型电极（21）和N型电极（22）通过锡焊的方式固定在各自的PCB板上；

步骤07、将所述衬底（1）蚀刻成上凹孔结构（26）和下凹孔结构（27）的组合体；

步骤08、对倒装LED芯片进行封装。

进一步，所述步骤01中光反射层（9）通过蒸镀或溅射方式附着在P型欧姆接触层（8）上。

进一步，所述步骤02中包括以下具体分步骤：

步骤021、在光反射层（9）表面涂敷第一光刻胶层（10）；

步骤022、倒装LED芯片一侧的第一光刻胶层（10）通过曝光或显影方式去除；

步骤023、利用干刻或化学腐蚀的方法，将暴露部分的N型分别限制层（4）、有源区层（5）、P型分别限制层（6）、P型层（7）、P型欧姆接触层（8）、光反射层（9）以及部分的N型层（3）去除并且形成N型电极形成区（12），使得整个倒装LED芯片形成阶梯结构；