[发明专利]一种高压倒装LED芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED制造技术领域，尤其涉及一种高压倒装LED芯片及其制造方法。

背景技术

发光二极管（LED，Light Emitting Diode）是一种半导体固体发光器件，其利用半导体PN结作为发光材料，可以将电转换为光。当半导体PN结的两端加上正向电压后，注入PN结中的电子和空穴发生复合，将过剩的能量以光子的形式释放出来。LED具有寿命长、功耗低的优点，随着技术的日渐成熟，LED的运用领域也越来越多元化，对LED芯片的功率和亮度的要求也越来越高。

目前，通过半导体集成工艺制备的高压LED芯片（High Voltage LED，HVLED）作为高功率LED的解决方案，其将传统的大颗低压LED芯片分隔成多个发光单元之后串联而成，高压LED芯片所需要的驱动电流远低于大颗低压LED芯片，有着封装成本低、驱动电源效率高、线路损耗低等优势。并且可依据不同的输入电压的需求决定芯片中发光单元的数量和大小，进行对晶片的切割，便于实现客制化的服务。同时，往往为了提高发光效率，还同时使用倒装LED芯片的技术。

在申请号为201020520114.6和201010274676.1的中国专利申请公开的高压倒装LED芯片的制造方法中，其先分别完成LED发光单元部分的制造和基板端的制造，基板上有凸起的焊点或焊球等凸点结构，然后将两部分通过凸点焊接技术贴装在一起。由于其采用凸点焊接技术，无法克服凸点大小差异、焊接均匀性及平整性等等原因导致的良率问题，工艺复杂且可靠性低。

在申请号为201110296263.8的中国专利申请中，公开了另一种制作高压LED芯片的方法，其是采用ICP深刻蚀制作高压倒装LED芯片的发光单元间的隔离沟槽，然而其缺点是工艺耗时长、成本高，并且深沟槽刻蚀工艺需要高难度的高深宽比的制程技术，制程线宽受限，而一般的曝光技术及ICP刻蚀将会导致较宽的隔离沟道，牺牲了大量的发光面积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压倒装LED芯片及其制造方法，该制作方法优化了高压倒装LED芯片的制造方法，一方面避免使用凸点焊接技术，提高了器件良率。

本发明的另一目的在于，利用激光切割技术来隔离发光单元，工艺简单，且可避免牺牲过多的发光面积。

为解决以上问题，本发明提供一种高压倒装LED芯片的制造方法，包括：

提供衬底，在衬底上形成外延层，所述外延层包括依次形成于衬底上的N型氮化镓层、多量子阱层和P型氮化镓层；

刻蚀所述外延层，形成电极孔洞阵列，所述电极孔洞阵列暴露出N型氮化镓层；

利用激光切割外工艺切割外延层至衬底，形成隔离槽，隔离出发光单元；

在所述P型氮化镓层上形成金属反射镜层；

在所述金属反射镜层和电极孔洞阵列内形成绝缘层，在所述绝缘层中形成开口，露出电极孔洞阵列内的N型氮化镓和部分金属反射镜层；

在所述开口中形成接触电极；

将衬底通过接触电极与形成有电路的基板倒装焊接，形成倒装器件；

切割所述倒装器件，形成由多个发光单元组成的高压倒装LED芯片。

可选的，所述激光切割工艺包括：在外延层上形成保护层，然后在保护层上旋涂保护液；激光切割所述外延层至衬底；利用化学试剂清洗所述外延层和衬底，去除所述保护层。

可选的，所述保护层为氧化硅层，厚度为100nm~10000nm。

可选的，所述清洗步骤使用的化学试剂为磷酸、硫酸或磷酸和硫酸的混合溶液，所述清洗步骤的温度为100℃~400℃，时间为5min~40min。

可选的，利用负胶剥离工艺在所述P型氮化镓层上形成金属反射镜层。

可选的，所述金属反射镜层材质为Ni/Ag/Ti/Pt/Au、Ni/Al/Ti/Pt/Au、Ni/Ag/Ni/Au或Ni/Al/Ti/Au。

可选的，所述绝缘层材质为SiO₂或Si₃N₄，厚度为100nm~1000nm。

可选的，所述接触电极为Au薄膜、Au/Sn薄膜或Sn焊膏。

可选的，利用共晶焊接或超声热压焊将衬底通过接触电极与形成有电路的基板倒装焊接。