一种绝缘保护的倒装LED芯片结构及其制作方法与流程

一种绝缘保护的倒装led芯片结构及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及led芯片领域，尤其是一种绝缘保护的倒装led芯片结构及其制作方法。


背景技术：

2.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。目前的倒装led芯片结构在切割完成后，芯片衬底上的绝缘层仅存在于正面或者正面和背面，这样容易导致在没有绝缘层的位置发生漏电现象，安全性和节能性差，无法抵抗水汽的侵蚀，长期使用可靠性差，且现有的倒装led的出光效率低，有待进一步提高。


技术实现要素：

3.本技术人针对上述现有倒装led芯片结构存在的漏电现象、安全节能性差、出光效率差等缺点，提供了一种结构合理的绝缘保护的倒装led芯片结构及其制作方法，能够降低漏电率，提升芯片的良率，同时增强出光效率，增强器件长期使用的可靠性，抑制水汽侵蚀。
4.本发明所采用的技术方案如下：一种绝缘保护的倒装led芯片结构，在芯片衬底上生长led芯片外延结构，制作芯片电流分层结构以及n、p焊盘区，在切片后的芯片单元上沉积致密的绝缘薄膜作为绝缘保护层，绝缘保护层包裹覆盖在芯片结构上除n、p焊盘区外的位置，包括芯片单元的正面、背面及侧面。
5.作为上述技术方案的进一步改进：对倒置的芯片单元背面的绝缘保护层做图形化处理，芯片单元背面形成粗化表面，粗化形貌为半球形、梯台形、圆锥形或不规则形状。
6.芯片单元倒置与封装基板结合，芯片单元的背面向上。
7.绝缘保护层还覆盖在封装基板上。
8.绝缘保护层是al2o3、aln、sin、sio2、alon薄膜中的一种或多种。
9.一种绝缘保护的倒装led芯片结构的制作方法，至少包括以下步骤：步骤s1：在芯片衬底上生长led芯片外延结构，制作芯片电流分层结构以及n、p焊盘区；步骤s2：将切割后的芯片单元翻模置于耐高温蓝膜上或者与封装基板结合，芯片单元的背面向上，芯片单元的正面朝下，对上述结构沉积致密的绝缘薄膜作为绝缘保护层，绝缘保护层包裹覆盖在芯片结构上除n、p焊盘区外的位置，包括芯片单元的正面、背面及侧面。
10.作为上述技术方案的进一步改进：还包括步骤s3：对倒置的芯片单元背面的绝缘保护层做图形化处理，形成粗化表面，进一步提高出光效率。
11.步骤s1进一步包括：在芯片衬底上生长led芯片外延结构，制作芯片电流分层结构以及n、p金属导电层，在芯片结构上沉积致密的绝缘薄膜，再利用正胶光刻技术进行蚀刻，
得到芯片整面的绝缘层图形，然后对芯片结构的n、p金属导电层制作n、p焊盘区。
12.步骤s2进一步包括：将切割后的芯片单元翻模置于耐高温蓝膜上时，芯片单元的n、p焊盘区与蓝膜贴合接触。
13.步骤s2进一步包括：将切割后的芯片单元倒置与封装基板结合时，芯片单元的n、p焊盘区与封装基板结合接触，绝缘保护层还覆盖在封装基板上。
14.本发明的有益效果如下：本发明采用包围式绝缘保护的led芯片结构，在切片后的芯片单元上沉积致密的绝缘薄膜作为绝缘保护层，绝缘保护层包裹覆盖在芯片结构上除n、p焊盘区外的位置，包括芯片单元的正面、背面及侧面，能够降低漏电率，提升芯片的良率，同时增强出光效率，增强器件长期使用的可靠性，抑制水汽侵蚀。本发明对倒置的芯片单元背面的绝缘保护层做图形化处理，形成粗化表面，粗化形貌为半球形、梯台形、圆锥形或不规则形状，可以增强芯片的出光效率，提升性能。
附图说明
15.图1为本发明实施例1的示意图。
16.图2为本发明实施例1的示意图。
17.图3为本发明实施例2的示意图。
18.图中：1、芯片衬底；2、pv层；3、电流扩展层；4、金属导电层；5、焊盘区；6、绝缘保护层；7、蓝膜；8、封装基板。
具体实施方式
19.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
20.如图1至图3所示，本发明所述的绝缘保护的倒装led芯片结构，在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，制作芯片电流分层结构以及n、p焊盘区5，在切片后的芯片单元上沉积致密的绝缘薄膜作为绝缘保护层6，绝缘保护层6包裹覆盖在芯片结构上除n、p焊盘区5外的位置，包括芯片单元的正面、背面及侧面。芯片衬底1为蓝宝石、硅片、碳化硅片或金属。led芯片外延结构是依次生长的缓冲层、u-gan层、n-gan层、多量子阱层和p-gan层，或者是依次生长的n-gan层、多量子阱层和p-gan层。
21.对倒置的芯片单元背面的绝缘保护层6做图形化处理，形成粗化表面。芯片单元背面的粗化形貌为半球形、梯台形、圆锥形或不规则形状。作为一种举例，芯片单元倒置与封装基板8结合，芯片单元的背面向上。绝缘保护层6还覆盖在封装基板8上。电流分层结构至少包括电流扩展层3，例如ito导电层。绝缘保护层6是al2o3、aln、sin、sio2、alon薄膜中的一种或多种。绝缘保护层6的厚度为500埃～30000埃。
22.实施例1本发明所述绝缘保护的倒装led芯片结构的制作方法，至少包括以下步骤：步骤s1：在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，制作芯片电流分层结构以及n、p金属导电层4。芯片衬底1包括但不限于蓝宝石、硅片、碳化硅片或金属。例如利用mocvd设备（mocvd，金属有机化合物化学气相沉淀）在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，led芯片外延结构是多层结构，根据实际需要而定，例如可以是依次生长的缓冲层、u-gan层、n-gan层、
多量子阱层和p-gan层，也可以是依次生长的n-gan层、多量子阱层和p-gan层，所述led芯片外延结构覆盖在芯片衬底1的整面。mocvd是在气相外延生长（vpe）的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。电流分层结构至少包括电流扩展层3（tcl），例如ito导电层。
23.利用ald或者pecvd镀膜技术在芯片结构上沉积致密的绝缘薄膜作为pv层2，绝缘薄膜可以是al2o3、aln、sin、sio2、alon薄膜中的一种或多种。再利用正胶光刻技术进行蚀刻，得到芯片整面的绝缘层图形。具体为，在绝缘薄膜上涂覆正性光刻胶，在能量束（光束等）的照射下得到掩膜图形，然后通过icp刻蚀技术的蚀刻得到芯片整面的绝缘层图形，干法蚀刻率为0.2
ꢀåꢀ
/s～2
ꢀåꢀ
/s。根据光刻板的图形可以得到不同的绝缘层图形。然后对芯片结构的n、p金属导电层4制作n、p焊盘区5。对芯片结构进行研磨切割，得到芯片单元。
24.步骤s2：将切割后的芯片单元翻模置于耐高温蓝膜7上，芯片单元的背面向上，芯片单元的正面朝下与蓝膜7贴合接触，具体为，芯片单元的n、p焊盘区5与蓝膜7贴合接触。利用ald镀膜技术对上述结构沉积致密的绝缘薄膜作为绝缘保护层6，绝缘保护层6包裹覆盖在芯片结构上除n、p焊盘区5外的位置，包括芯片单元的正面、背面及侧面。绝缘保护层6可以是al2o3、aln、sin、sio2、alon薄膜中的一种或多种。绝缘保护层6的厚度为500埃～30000埃。
25.步骤s3：对倒置的芯片单元背面的绝缘保护层6做图形化处理，通过酸腐液或icp蚀刻使芯片单元背面的绝缘保护层6粗化，形成粗化表面，进一步提高出光效率。芯片单元背面的粗化形貌为半球形、梯台形、圆锥形或不规则形状等。
26.实施例2本发明所述的绝缘保护的倒装led芯片结构的制作方法，至少包括以下步骤：步骤s1：在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，制作芯片电流分层结构以及n、p金属导电层4。芯片衬底1包括但不限于蓝宝石、硅片、碳化硅片或金属。例如利用mocvd设备（mocvd，金属有机化合物化学气相沉淀）在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，led芯片外延结构是多层结构，根据实际需要而定，例如可以是依次生长的缓冲层、u-gan层、n-gan层、多量子阱层和p-gan层，也可以是依次生长的n-gan层、多量子阱层和p-gan层，所述led芯片外延结构覆盖在芯片衬底1的整面。mocvd是在气相外延生长（vpe）的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。
27.利用ald或者pecvd镀膜技术在芯片结构上沉积致密的绝缘薄膜作为pv层2，绝缘薄膜可以是al2o3、aln、sin、sio2、alon薄膜中的一种或多种。再利用正胶光刻技术进行蚀刻，得到芯片整面的绝缘层图形。具体为，在绝缘薄膜上涂覆正性光刻胶，在能量束（光束等）的照射下得到掩膜图形，然后通过icp刻蚀技术的蚀刻得到芯片整面的绝缘层图形。根据光刻板的图形可以得到不同的绝缘层图形。然后对芯片结构的n、p金属导电层4制作n、p焊盘区5。对芯片结构进行研磨切割，得到芯片单元。
28.步骤s2：将切割后的芯片单元倒置与封装基板8结合（比如陶瓷基板），芯片单元的背面向上，芯片单元的正面朝下与封装基板8结合接触，具体为，芯片单元的n、p焊盘区5与封装基板8结合接触。利用ald镀膜技术对上述结构沉积致密的绝缘薄膜作为绝缘保护层6，绝缘保护层6包裹覆盖在芯片结构上除n、p焊盘区5外的位置，包括芯片单元的正面、背面及侧面。绝缘保护层6还包裹覆盖在封装基板8上。绝缘保护层6可以是al2o3、aln、sin、sio2、alon薄膜中的一种或多种。绝缘保护层6的厚度为500埃～30000埃。
29.步骤s3：对倒装的芯片单元背面的绝缘保护层6做图形化处理，通过酸腐液或icp蚀刻使芯片单元背面的绝缘保护层6粗化，形成粗化表面，进一步提高出光效率。芯片单元背面的粗化形貌为半球形、梯台形、圆锥形或不规则形状等。
30.以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。