[发明专利]可控功率倒装阵列LED芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于：阵列LED芯片由多个阵列单元构成阵列，其中所有的阵列单元每一行的p电极层（10）连接，每一列的n电极层（5）连接；所述每个阵列单元的结构是蓝宝石衬底（2）上方依次覆盖n型缓冲层（3）、n型半导体层（6）、有源层（7）、p型半导体层（8）、透明电极层（9）、p电极层（10）；所有的n电极层（5）和p电极层（10）由绝缘层（4）包覆；其中每一行的p电极层（10）通过p电极层（10）窗口上方的p电极连接金属层（11）连接；在p电极连接金属层（11）表面还有钝化层（12）。

2.根据权利要求1所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于：粗糙化表面（1）为蓝宝石衬底（2）通过表面粗糙化处理形成的LED芯片出光面。

3.根据权利要求1所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于：n型缓冲层（3）、n型半导体层（6）和p型半导体层（８）由GaN、GaAs或AlGaN半导体材料构成；其中n型层掺入的杂质是Si材料，p型层掺入的杂质是Mg材料。

4.根根据权利要求1所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于：有源层（7）是单层的InGaN，或者是多层的InGaN层和GaN层，形成多量子阱层。

5.根据权利要求1、2或3所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于：LED芯片由彼此相互独立的阵列单元构成阵列，每一列阵列单元的n电极层（5）连接；n电极层（5）的材料包括Cu、Ti、Al、Ni或Au金属，采用其中的单一金属或组合金属。

6.根据权利要求1、2或3所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于： p电极层（10）采用Ag或Al，并且完全覆盖每一个阵列单元的透明电极层（9）。

7.根据权利要求1、2或3所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于： p电极连接金属层（11）的材料包括Cu、Ti、Al、Ni或Au金属，采用其中的单一金属或组合金属。

8.根据权利要求1所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于：绝缘层（4）和钝化层（9）由SiO_x、SiN_x或SiO_xN_y绝缘材料构成。

9.根据权利要求1所述的可控功率倒装阵列LED芯片，其特征在于：透明电极层（9）采用金属薄膜Ni/Au或氧化铟锡制作。

10.一种可控功率倒装阵列LED芯片的制造方法，其特征在于，它包括以下制造步骤：

步骤一，在蓝宝石衬底生长低掺杂的n型缓冲层（3），再生长高掺杂的n型半导体层（6）；

步骤二，生长有源层（7），生长为单层的InGaN，或者交替生长为多个周期的InGaN层和GaN层，形成多量子阱层；

步骤三，在步骤二的基础上生长p型半导体层（8）；

步骤四，沉积透明电极层（9）和p电极层（10）；

步骤五，在步骤四的基础上进行光刻和刻蚀，露出n型缓冲层（3）和芯片的隔离槽，为n电极的沉积做准备；

步骤六，沉积金属层，并进行光刻和刻蚀，形成每一行都连接到一起的n电极层（5）；

步骤七，沉积绝缘层（4），并进行光刻和刻蚀，露出p电极层（１０）窗口，为沉积p电极层（10）窗口上方的p电极连接金属层（11）做准备；同时在芯片边沿露出n电极pad；

步骤八，沉积金属包括Cu、Ti、Al、Ni或Au金属，采用其中的单一金属或组合金属，并进行光刻和刻蚀，形成每一列阵列单元都连接在一起的p电极连接金属层（11）和n电极外接pad；

步骤九，沉积钝化层（12），并进行光刻和刻蚀，露出p电极pad和n电极pad；

步骤十，对蓝宝石衬底（2）进行减薄，并对蓝宝石的出光面进行有组织的粗糙化处理，形成粗糙化表面（1）。

11.根据权利要求10所述的可控功率倒装阵列LED芯片的制造方法，其特征在于：上述制造步骤中，步骤一到步骤三可以交换沉积顺序，即先在衬底上生长p型半导体层（8）和有源层（7），最后在有源层顶部生长n型半导体层（6）。