通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片及其製造工藝的製作方法
2023-09-19 22:12:35
專利名稱：通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片及其製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片及其製造工藝，該發明直接通過氧化鋅串聯晶片，使多晶片模塊結構更加緊湊，可靠性更高。
技術背景LED魅力四射，優點多多。除了壽命長、耗能低之外，LED更大的長處有三點 一是應用非常靈活，可以做成點、線、面各種形式的輕薄短小產品；二是環保效益更 佳，由於光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，屬於典型的綠色照 明光源，而且廢棄物可回收，沒有汙染；三是控制極為方便，只要調整電流，就可以 隨意調光，不同光色的組合變化多端，利用時序控制電路，更能達到豐富多彩的動態 變化效果。在現代都市中，大功率氣體放電燈、泛光照明、霓虹燈、燈箱廣告等光源 所產生的光汙染，已經對人類、自然環境以及天文觀察造成嚴重危害。21世紀，解 決光汙染，是照明技術急待突破的課題，LED應運而生，前途無量。白光LED的出現，是LED從標識功能向照明功能跨出的實質性一步。白光LED 最接近日光，更能較好反映照射物體的真實顏色，所以，從技術角度看，白光LED 無疑是LED最尖端的技術。隨著大功率發光二極體光效的不斷提高，發光二極體開始逐漸替代傳統光源進入照明領域，但是由於目前的外延技術，單顆發光二極體晶片不能滿足亮度的要求，所 以必須採用多晶片集成來滿足實際的應用要求，目前大部分多晶片都是採用封裝好的 一個個器件集成起來，不僅成本高，而且尺寸龐大，限制了潛力巨大發光二極體的一 些應用場合。 發明內容本發明的目的在於針對已有技術存在的缺陷，提供一種通過氧化鋅透明電極串聯 微間距發光二極體晶片及其製造工藝，本發光二極體晶片提高了大功率發光二極體 (LED)的出光效率及增加電流擴散均勻性。為達到上述目的，本發明的構思是針對當前大功率LED存在的結構缺陷，多 晶片封裝尺寸過大，而且單顆晶片又不能滿足需求，提出採用透光性能優越的氧化鋅 做為電流擴展層的同時串聯發光二極體晶片，提高了大功率發光二級光的可靠性，並減小了器件尺寸，增加了應用場合。根據上述的發明構思，本發明採用下述技術方案 一種通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片，包括n型金pad、透明電流 擴展層、基板、p型金pad、 p型電流擴展層、p型電極接觸、發光層、n型電極接 觸，隔離溝、輔助電流擴展層、n型金pad，其中p型電流擴展層、p型電極接觸、發光層、n型電極接觸總稱發光有源層；其特徵在於 所述基板上製作有一絕緣層、導電層； 所述發光有源層倒貼在基板上；有填充體填充在需要做p型金pad和n型金pad正下面的發光有源層被刻蝕掉的 孔裡，單個尺寸晶片有四個刻蝕孔；有兩個連接P電極金屬導柱內嵌在兩個連接這導電層的刻蝕孔裡； 所述透明電流擴展層製作在n型電極接觸的上表面； 所述n型金pad以及輔助電流擴展層製作在透明電流擴展層)上表面； 上述的通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片，其特徵在於所述的透明 電流擴展層是氧化鋅透明電流擴展層；上述的一種通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片，其特徵在於所述連 接P電極金屬導柱周圍除上下表面外被填充體包圍。一種製造上述通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片的工藝，其特徵在 於工藝步驟如下1) 將在襯底上生長好的外延結構層通過倒裝技術倒貼於基板上；2) 通過雷射剝離技術，將原來外延層生長附著的襯底(如藍寶石)剝離；3) 通過刻蝕工藝，刻蝕n型金pad、 p型金pad下面以及需要做連接p電極金屬 導柱位置的外延層形成孔，孔深度至基板；4) 通過填充體填充刻蝕出的孔；5) 將外延片以及填充體上表面拋光，並在表面透明電流擴展層上蒸鍍n型金 pad、 p型金pad和輔助電流擴展層；6) 清洗，並分割外延片。上述的製造通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片的工藝，其工藝步驟 1)中，基板是矽基板、或者是銅基板、或者是碳化矽基板、或者是氮化鋁陶瓷基板; 若是氮化鋁陶瓷基板，則2￡^1」作絕緣層本發明的串聯結構與傳統串聯結構相比具有顯而易見的優勢尺寸明顯的減小， 克服了用金絲串聯可靠性方面的缺陷，尺寸的減小，從而增加了器件應用場合。
圖1是本發明串聯的結構界面2是本發明串聯結構俯視3基板俯視圖具體實施方式
本發明的一個優選實施例結合
如下參見圖1，圖2，本通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片，包括n型金pad 14、透明電流擴展層2、填充體3、基板4、 p型金pad 1、 p型電流擴展層 6、 p型電極接觸7、發光層8、 n型電極接觸9，連接p電極金屬導柱10、隔離溝12、 輔助電流擴展層13、 n型金padl4;其中p型電流擴展層6、 p型電極接觸7、發光層 8、 n型電極接觸9總稱發光有源層15;其中基板4上製作有絕緣層11、導電層5; 發光有源層15通過倒裝技術倒貼在基板4上；填充體3填充在需要做金pad正下面 的發光有源層15被刻蝕掉的孔裡，單個尺寸晶片有四個刻蝕孔；連接P電極金屬導 柱10內嵌在兩個連接這導電層5的刻蝕孔裡；透明電流擴展層2通過薄膜生長技術 製作在n型電極接觸9的上表面；n型金padl4以及輔助電流擴展層13通過蒸鍍制 作在透明電流擴展層2上表面。本通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片製備工藝如下 首先將在襯底上生長好的外延結構層倒貼於基板4，通過雷射剝離技術，將原來 外延層生長附著的襯底(如藍寶石)剝離，然後通過刻蝕工藝，刻蝕n型金pad 14、 p型金pad 1下面以及需要做金屬導柱10位置的外延層形成孔，孔深度至基板4， 刻蝕完成後通過填充體3填充刻蝕出的孔，並將外延片以及填充體上表面拋光， 在表面透明電流擴展層2後，蒸鍍n型金pad 14、 p型金pad 1和輔助電流擴展 層13;最後清洗，並分割外延片。
權利要求
1. 一種通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片，包括n型金pad(14)、透明電流擴展層(2)、基板(4)、p型金pad(1)、p型電流擴展層(6)、p型電極接觸(7)、發光層(8)、n型電極接觸(9)，隔離溝(12)、輔助電流擴展層(13)、導電層(5)、n型金pad(14)，其中p型電流擴展層(6)、p型電極接觸(7)、n型電極接觸(9)總稱發光有源層(15)；其特徵在於a)所述基板(4)上製作有一絕緣層(11)、導電層(5)；b)所述發光有源層(15)倒貼在基板(4)上；c)有填充體(3)填充在需要做p型金pad(1)和n型金pad(14)正下面的發光有源層(15)被刻蝕掉的孔裡，單個尺寸晶片有四個刻蝕孔；d)有兩個連接p電極所述金屬導柱(10)內嵌在兩個連接這導電層(5)的刻蝕孔裡；e)所述透明電流擴展層(2)製作在n型電極接觸(9)的上表面；f)所述n型金pad(14)以及輔助電流擴展層(13)製作在透明電流擴展層(2)上表面。
2、 根據權利要求1所述的通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片，其特徵 在於所述的透明電流擴展層(2)是氧化鋅透明電流擴展層。
3、 根據權利要求1所述的通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片，其特徵 在於所述連接p電極金屬導柱(10)周圍除上下表面外被填充體(3)包圍。
4、 一種製造根據權利1要求所述的通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片 的工藝，其特徵在於工藝步驟如下a. 將在襯底上生長好的外延結構層通過倒裝技術倒貼於基板(4)上；b. 通過雷射剝離技術，將原來外延層生長附著的襯底剝離；c. 通過刻蝕工藝，刻蝕n型金pad (14)、 p型金pad (1)下面以及需要做連接p 電極金屬導柱(10)位置的外延層形成孔，孔深度至基板(4);d. 通過填充體(3)填充刻蝕出的孔；e. 將外延片以及填充體上表面拋光，並在表面透明電流擴展層(2)上蒸鍍n型 金pad (14)、 p型金pad (1)和輔助電流擴展層(13);f. 清洗，並分割外延片。
5、 根據權利要求4所述的製作通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片的工藝，其特徵在於工藝步驟a中，基板(4)是矽基板、或者是銅基板、或者是碳化 矽基板；若是氮化鋁陶瓷基板，則無需製作絕緣層(11)。
全文摘要
本發明涉及了一種通過氧化鋅透明電極串聯微間距發光二極體晶片及其製造工藝，它包括n型金pad、透明電流擴展層、填充體、基板、p型金pad、p型電流擴展層、p型電極接觸、發光層、n型電極接觸，連接p電極金屬導柱、隔離溝、輔助電流擴展層、n型金pad，其中p型電流擴展層、p型電極接觸、發光層、n型電極接觸總稱發光有源層，基板上製作有一絕緣層、導電層，發光有源層通過倒裝技術倒貼在基板上，填充體填充在需要做金pad正下面的發光有源層被刻蝕掉的孔裡，單個尺寸晶片有四個刻蝕孔，連接p電極金屬導柱內嵌在兩個連接這導電層的刻蝕孔裡，透明電流擴展層通過薄膜生長技術製作在n型電極接觸的上表面，n型金pad以及輔助電流擴展層通過蒸鍍製作在透明電流擴展層上表面。通過氧化鋅在微間距內實現晶片的串聯，縮小了多晶片的尺寸，而且通過氧化鋅的串聯，相比於金絲串聯，提高了可靠性。
文檔編號H01L23/52GK101276832SQ20081003735
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月13日 優先權日2008年5月13日
發明者張建華, 李抒智, 李春亞, 殷錄橋, 馬可軍 申請人:上海大學;上海半導體照明工程技術研究中心