[发明专利]侧面粗化的倒装发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是指一种侧面粗化的倒装发光二极管及其制作方法。

背景技术

由于发光二极管具有节能、环保，寿命长等优点，在未来几年后，发光二极管有可能取代白炽灯、荧光灯等传统照明灯具，而进入千家万户。

目前，传统的发光二极管的正装结构芯片，电极位于芯片的出光面上，且由于p-GaN层的导电性能差，一般须在p-GaN层表面引入电流扩展层，而电流扩展层和电极均会吸收部分光而降低发光二极管的光效。同时由于正装结构的散热性差，且很难实现多芯片集成。为了克服正装芯片的这些不足，美国Lumileds公司发明了倒装芯片。但是由于衬底材料的折射率与空气还存在一定的差距，在逃逸界面处发生的光全反射效应，使得发光二极管器件的光提取受到非常大的限制。T.Fujii，Y.Gao等人在Appl.Phys.Lett.84(2004)855.提出了氮化镓基发光二极管表面粗化技术来提高发光二极管的提取效率。在此之后，表面粗化是常用的提高发光二极管光提取效率的关键技术。但是，之前的表面粗化技术主要集中在p型氮化镓表面粗化、氧化铟锡透明导电层表面粗化、蓝宝石衬底背面粗化、氮化镓外延层的侧面粗化等，并没有涉及到对发光二极管蓝宝石衬底侧壁出光面的粗化处理。

本技术采用激光加工技术，将倒装发光二极管蓝宝石衬底的侧面进行处理，获得了粗糙的蓝宝石侧面结构，大大提高了发光二极管的提取效率。本技术存在着明显的优势，使工艺工序大大优化，而且使生产周期和成本大幅下降。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种侧面粗化的倒装发光二极管及其制作方法，其是在发光二极管芯片工艺制作中，对氮化镓基发光二极管衬底的侧壁粗化的方法，可以大大提高出光效率，使得发光二极管外量子效率提升，特别适合大尺寸功率型晶粒的制作。

为达到上述目的，本发明提供一种侧面粗化的倒装发光二极管，包括：

一上衬底和依次在衬底上生长的一成核层和电子注入层，该电子注入层的一侧形成一台面；

一发光层，该发光层生长在电子注入层上；

一空穴注入层，该空穴注入层生长在发光层上；

一P电极，该P电极制作在空穴注入层上；

一N电极，该N电极制作在电子注入层的台面上，形成LED芯片；

一下衬底；

一绝缘层，该绝缘层生长在下衬底上；

一P线电极，该P线电极制作在绝缘层上面的一侧；

一N线电极，该N线电极制作在绝缘层上面的另一侧，形成倒装基板；

该LED芯片的P电极与倒装基板的P线电极通过金属焊球连接；该LED芯片的N电极与倒装基板的N线电极通过金属焊球连接。

本发明还提供一种侧面粗化的倒装发光二极管的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在一上衬底的侧面进行粗化处理，形成连续的粗化表面或不连续的粗化表面；

步骤2：在上衬底上采用MOCVD方法依次生长成核层、电子注入层、发光层和空穴注入层；

步骤3：在空穴注入层上面的一侧向下刻蚀，刻蚀深度到达电子注入层内，形成台面；

步骤4：在空穴注入层上面未刻蚀的一侧制作P电极；

步骤5：在电子注入层的台面上制备N电极，形成LED芯片；

步骤6：在一下衬底上生长一层绝缘层；

步骤7：在绝缘层上制作P线电极和N线电极，形成倒装基板；

步骤8：将LED芯片通过倒装焊或键合的方法倒装在倒装基板上，所述LED芯片的P电极与倒装基板的P线电极通过金属焊球连接；该LED芯片的N电极与倒装基板的N线电极通过金属焊球连接，完成制备。

本发明提供与现有技术相比：具有芯片工艺仅在切割过程中增加了适当的处理，简单易操作，可以大大提高出光效率，使得发光二极管外量子效率提升，特别适合大尺寸功率型晶粒的制作。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明的第一实施例的结构示意图，显示上衬底侧面经粗化后的图形为三角形结构；

图2是本发明的第二实施例，显示上衬底侧面的图形为圆形结构；

图3是本发明的第三实施例，显示上衬底侧面的图形为不连续结构；

图4是本发明的第四实施例，显示上衬底侧面的图形为连续结构；

图5是本发明的第五实施例，显示上衬底侧面的图形为连续结构，衬底为倒梯形；