[发明专利]倒装LED芯片及其制造方法

说明书

公开了一种倒装LED芯片，包括：衬底；位于衬底表面上的外延层，外延层包括由下向上依次设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层，PN台阶，位于外延层中，其上台阶面为第二半导体层，下台阶面为第一半导体层，上台阶面和下台阶面连接形成PN台阶侧面；第一绝缘层，覆盖PN台阶侧面、部分上台阶面和下台阶面；反射镜层，位于第二半导体层上。本发明还提供倒装LED芯片的制造方法，在形成PN台阶后立即在PN台阶侧面上覆盖绝缘层保护PN台阶，避免漏电、ESD性能低等异常现象，提高倒装LED芯片的电性良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种倒装LED芯片及其制造方法。

背景技术

自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，GaN基LED已被广泛应用于户内外显示屏、投影显示用照明光源、背光源、景观亮化照明、广告、交通指示等领域，并被誉为二十一世纪最有竞争力的新一代固体光源。然而，对于LED来说，要代替传统光源进入高端照明领域，其发光亮度的提高是至关重要的。

倒装LED芯片的基本结构是将正装LED芯片倒装焊接于导电导热性能良好的基板上，使发热比较集中的发光外延层更接近于散热基板，以便大部分热量通过基板导出，而不是通过散热不良的蓝宝石生长衬底导出，这在一定程度上缓解了LED芯片的散热问题；并且，倒装LED芯片的出光面与焊盘面是方向相反的两个面，避免了LED焊盘对LED芯片发光面积的影响，即在LED芯片面积确定的情况下，与正装LED芯片相比，倒装LED芯片的发光面积更大，发光效率更高；同时，倒装LED芯片可实现无金线芯片级封装；综上，倒装LED芯片因具有散热好，出光面积大，可实现芯片级封装等优势，越来越受到LED领域尤其是中大功率应用市场的重视和青睐。

然而，现有的倒装LED芯片形成步骤包括：在衬底上依次形成N型氮化镓层(N-GaN层)、发光层(即PN结)和P型氮化镓层(P-GaN层)，以形成外延层；采用ICP(InductivelyCoupled Plasma，感应耦合等离子体)刻蚀工艺将N-GaN层从P-GaN层刻蚀出来，形成PN台阶。由于LED芯片在ICP刻蚀工艺后，PN台阶一直暴露在外，经过后续形成反射镜层和金属保护层的两道工艺流程才被绝缘保护层保护，容易被一些污染物玷污，例如反射镜层的银金属等、光刻胶、去光刻胶液等，从而影响LED芯片的开启电压VFin、漏电流IR以及抗静电(Electro Static Discharge，ESD)等电性参数。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种倒装LED芯片及其制造方法，在外延层上形成PN台阶后立即在PN台阶侧面上覆盖绝缘层，防止金属、光刻胶、去光刻胶液等污染PN台阶侧面引起的漏电现象。

根据本发明的第一方面，提供一种倒装LED芯片，包括：

衬底；

位于所述衬底表面上的外延层，所述外延层包括由下向上依次设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层，

PN台阶，位于所述外延层中，所述PN台阶的上台阶面为第二半导体层，下台阶面为第一半导体层，上台阶面和下台阶面之间连接形成PN台阶侧面；

第一绝缘层，覆盖所述PN台阶侧面、部分上台阶面以及部分下台阶面；

反射镜层，位于所述第二半导体层上。

优选地，所述反射镜层与相邻的所述PN台阶侧面之间的间距为0～6um。

优选地，所述倒装LED芯片还包括：

电流扩展层，位于所述反射镜层上；

第一电极，与所述第一半导体层电连接；

第二电极，与第一电极彼此隔离，位于所述电流扩展层上，与所述第二半导体层电连接。

优选地，所述电流扩展层的厚度为0.5um-3um。