[发明专利]倒装双层DBR的LED芯片结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种倒装双层DBR的LED芯片结构及其制作方法，其中倒装双层DBR的LED芯片结构包括：在芯片衬底的正面生长有LED芯片外延结构，在外延结构表面上镀有ITO膜；在芯片结构上制作N、P金属导电支线；在芯片结构的正面沉积有SiO₂绝缘层，在SiO₂绝缘层表面镀有第一DBR反射层，通过ICP刻蚀技术将N、P金属导电支线暴露出来并在对应位置制作N、P焊盘电极；在芯片结构背面镀有第二DBR反射层；芯片结构在未切割时，在芯片结构上通过刻蚀技术形成切割道，芯片沿切割道进行切割。本发明通过在DBR反射层上设置切割道，将DBR反射层分为若干小区块，降低芯片结构的整体应力，防止芯片结构发生翘曲。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种倒装双层DBR的LED芯片结构及其制作方法。

背景技术

发光二极管（LED）是一种将电能转化为光能的固体发光器件，其中GaN基的LED芯片得到了长足的发展和应用。发光二极管的发光效率主要有两方面因素：器件的内量子效率和外量子效率。由于菲涅尔损失、全反射损失和材料吸收损失的存在，使LED芯片的光提取效率降低。光提取效率是指出射到空气中的光子占电子-空穴对通过辐射复合在芯片有源区产生光子的比例，其主要与LED的几何结构和材料光学特性有关。为了提高光的提取效率，通常采用的技术方案有：生长分布布拉格反射层（DBR）结构、表面粗化技术和光子晶体技术等。分布布拉格反射层的反射率可达到99%以上，它没有金属反射层的吸收问题，又可以通过改变材料的折射率或厚度来调整能隙位置。现有技术中采用的双面DBR结构存在应力过大、切割难度大等问题，而且其制作方法也需要进一步改进和完善。

发明内容

本申请人针对上述现有技术中采用的双面DBR结构存在应力过大、切割难度大以及制作方法需要改善等问题，提供了一种结构合理的倒装双层DBR的LED芯片结构及其制作方法，通过在DBR反射层上设置切割道，将DBR反射层分为若干小区块，降低芯片结构的整体应力，防止芯片结构发生翘曲，而且在切割道区域不含DBR，降低芯片的切割难度，从而提高芯片制造的良品率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种倒装双层DBR的LED芯片结构，在芯片衬底的正面生长有LED芯片外延结构，在外延结构表面上镀有ITO膜，通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N-GaN层刻蚀出来，形成N-GaN台阶；在芯片结构上制作N、P金属导电支线；在芯片结构的正面沉积有SiO₂绝缘层，在SiO₂绝缘层表面镀有第一DBR反射层，通过ICP刻蚀技术将N、P金属导电支线暴露出来，在N、P金属导电支线的对应位置制作N、P焊盘电极；在芯片结构背面镀有第二DBR反射层；芯片结构在未切割时，在芯片结构上通过刻蚀技术形成切割道，所述切割道位于芯片结构的正面或背面或双面，芯片沿切割道进行切割。

作为上述技术方案的进一步改进：

利用PECVD技术在芯片结构的表面沉积SiO₂绝缘层，利用氧化物镀膜技术在SiO₂绝缘层表面镀第一DBR反射层，然后利用正性光刻掩膜技术制作掩膜图形，通过ICP刻蚀技术将N、P金属导电支线暴露出来。

利用负性光刻掩膜技术制作焊盘电极图形，并通过电子束蒸发技术制作N、P焊盘电极。

利用氧化物镀膜技术在芯片结构背面镀第二DBR反射层。

利用正性光刻掩膜技术制作掩膜图形，将切割道暴露出来，通过ICP刻蚀技术将切割道处的DBR刻蚀掉形成切割道。

本发明还采用的技术方案如下：

一种倒装双层DBR的LED芯片结构制作方法，包括以下步骤：

步骤S1，提供芯片衬底，在芯片衬底的正面生长LED芯片外延结构；

步骤S2，在芯片外延结构表面上镀ITO膜；

步骤S3：通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N-GaN层刻蚀出来，形成N-GaN台阶；