專利名稱：一種垂直結(jié)構(gòu)電極氮化鎵發(fā)光芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，特別涉及到一種垂直結(jié)構(gòu)電極氮化鎵發(fā)光芯片的設(shè)計(jì)及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光芯片在顯示、照明領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，半導(dǎo)體發(fā)光芯片將電能轉(zhuǎn)換成光能，有其很多優(yōu)點(diǎn)屬冷光源，能耗低，壽命長(zhǎng)，色彩豐富，但目前它的光電效率轉(zhuǎn)換還不高，特別是用在照明領(lǐng)域時(shí)，要求更高的光電轉(zhuǎn)換效率，這樣就對(duì)芯片各個(gè)方面的條件提出了更高的要求來滿足需要，如需要更大的發(fā)光面積，更好的散熱條件，成本低， 制造簡(jiǎn)單等要求，但目前作為合成白光的藍(lán)色發(fā)光芯片主要是以氮化鎵生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底上而獲得的(也有用碳化硅或硅做襯底的)，而藍(lán)寶石是絕緣材料，無法將N、P兩個(gè)電極制作在芯片的兩面形成垂直結(jié)構(gòu)電極，只能將其制作在一側(cè)，造成了發(fā)光面積的減少，并且兩電極離得很近易造成靜電效應(yīng)，還有藍(lán)寶石襯底導(dǎo)熱性差，為了避免溫度過高又使其功率不能太大，以上的不足大大的降低了發(fā)光芯片的發(fā)光效率，并且制造復(fù)雜精微，產(chǎn)品優(yōu)良率得不到提高。為了克服上述的不足之處本發(fā)明提供一種發(fā)光面積大，導(dǎo)熱性能好，成本低， 制作簡(jiǎn)單，能提高發(fā)光效率及產(chǎn)品優(yōu)良率的垂直結(jié)構(gòu)電極氮化鎵發(fā)光芯片。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是利用激光微孔技術(shù)將藍(lán)寶石襯底按照一定的尺寸要求有規(guī)則的打出若干個(gè)微孔后，再將微孔內(nèi)填充有電極材料，使其在每個(gè)欲切割的單顆芯片上都有一個(gè)透過藍(lán)寶石襯底的導(dǎo)電通道，進(jìn)而形成一個(gè)帶有若干個(gè)微小導(dǎo)電通道的藍(lán)寶石襯底圓片，再通過低溫GaN 層(緩沖層)，N型GaN層，發(fā)光層，P型GaN層及P型電極等現(xiàn)有的方法進(jìn)行外延片的制造， 此時(shí)低溫GaN層與導(dǎo)電通道做歐母接觸形成N型電極，從而將N型電極透過藍(lán)寶石襯底引出，形成P、N型兩個(gè)電極的垂直結(jié)構(gòu)，最后再將外延好的晶圓按照一定的格式要求切割成單顆芯片，形成一個(gè)個(gè)垂直結(jié)構(gòu)電極的氮化鎵發(fā)光芯片。本發(fā)明的有益效果是避免了兩個(gè)電極制作在同一側(cè)時(shí)發(fā)光面積的減小，同時(shí)也大大的提高了防靜電能力；尤其是發(fā)光芯片倒裝時(shí)P型電極可以100%的與基板接觸提高了導(dǎo)熱性能。由于兩個(gè)電極不在同一側(cè)相對(duì)的減小了制造的精微度，成本低，制造簡(jiǎn)單，提高了發(fā)光效率及產(chǎn)品的優(yōu)良率，解決以往以藍(lán)寶石等絕緣材料為襯底制造發(fā)光芯片時(shí)，無法將電極制作于芯片兩面的問題，垂直結(jié)構(gòu)電極發(fā)光芯片更有利于以后LED的封裝。


附圖1是微孔內(nèi)填充有電極材料的外延片(藍(lán)寶石面)的俯視示意圖。附圖2是切割后單顆發(fā)光芯片(藍(lán)寶石面)的俯視示意圖。附圖3是附圖2發(fā)光芯片在倒置狀態(tài)下的側(cè)視剖面示意圖。附圖4是帶有多個(gè)導(dǎo)電通道的發(fā)光芯片在正置狀態(tài)下側(cè)視剖面示意圖。附圖中1、P型電極，2、P型GaN層，3發(fā)光層，4、N型GaN層，5、低溫GaN層(緩沖層)，6、藍(lán)寶石襯底，7、導(dǎo)電通道(N型電極)具體實(shí)施例以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明首先利用激光微孔打孔機(jī)將藍(lán)寶石襯底(6)按照一定尺寸要求有規(guī)則的打出若干個(gè)通孔，孔徑與現(xiàn)有的芯片焊盤直徑大小相當(dāng)，孔與孔之間的距離視芯片的大小而定，然后再進(jìn)行電極材料的填充，電極材料是選用導(dǎo)電性能好的金屬微粉或?qū)щ娿y漿、銅漿等，如鎳金或鉻金粉等適合制作芯片電極的材料，再用調(diào)和劑將金屬粉調(diào)和成可塑的膠泥狀，放在打好微孔的藍(lán)寶石襯底上，通過軟磨頭研磨的方式進(jìn)行研磨，使其金屬粉進(jìn)入到每個(gè)微小的孔洞內(nèi)形成導(dǎo)電通道(7)，此時(shí)導(dǎo)電通道其中的一端就是芯片的焊盤點(diǎn)；當(dāng)微孔內(nèi)金屬粉凝固后在次進(jìn)行研磨、拋光，就得到一個(gè)帶有若干個(gè)導(dǎo)電通道的藍(lán)寶石襯底圓片，如圖 1所示；再通過低溫GaN層(5)，N型GaN層(4)，發(fā)光層(3)，P型GaN層⑵及P型電極⑴ 等現(xiàn)有的方法進(jìn)行外延片的制造，此時(shí)低溫GaN層( 與導(dǎo)電通道(7)做歐母接觸形成N 型電極，即導(dǎo)電通道(7)就是N型電極，從而將N型電極透過藍(lán)寶石襯底引出，形成P、N型兩個(gè)電極的垂直結(jié)構(gòu)，最后再將外延好的晶圓按照一定的格式要求切割成單顆芯片(每顆芯片上都保留有一個(gè)或一個(gè)以上的導(dǎo)電通道)如圖2、3、4所示，使其形成一個(gè)個(gè)垂直結(jié)構(gòu)電極的氮化鎵發(fā)光芯片。
權(quán)利要求
1.一種垂直結(jié)構(gòu)電極氮化鎵發(fā)光芯片依次主要由P型電極(1)、P型GaN層O)、發(fā)光層(3)、N型GaN層0)、低溫GaN層(5)、藍(lán)寶石襯底(6)和導(dǎo)電通道(7)構(gòu)成，其特征是 利用激光微孔技術(shù)將藍(lán)寶石襯底(6)按照一定的尺寸要求有規(guī)則的打出若干個(gè)微孔后，再將微孔內(nèi)填充有電極材料，使其在每個(gè)欲切割的單顆芯片上都有一個(gè)透過藍(lán)寶石襯底的導(dǎo)電通道(7)，進(jìn)而形成一個(gè)帶有若干個(gè)微小導(dǎo)電通道的藍(lán)寶石襯底圓片，再通過現(xiàn)有方法進(jìn)行外延片的制造，從而將N型電極透過藍(lán)寶石襯底引出，形成P、N型兩個(gè)電極的垂直結(jié)構(gòu)， 最后再將外延好的晶圓切割成單顆芯片，形成一個(gè)個(gè)垂直結(jié)構(gòu)電極的氮化鎵發(fā)光芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直結(jié)構(gòu)電極氮化鎵發(fā)光芯片，其特征是所述的單顆發(fā)光芯片至少有一個(gè)或一個(gè)以上的導(dǎo)電通道。
全文摘要
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域，為了克服氮化鎵發(fā)光芯片N型電極與P型電極制作在同一側(cè)時(shí)發(fā)光面積減少、易導(dǎo)致靜電效應(yīng)及散熱不好的缺點(diǎn)，本發(fā)明利用激光微孔技術(shù)將藍(lán)寶石襯底圓片打出若干個(gè)微孔后，再將微孔內(nèi)填充有電極材料，使其在每個(gè)欲切割的單顆芯片上形成一個(gè)電極，再通過現(xiàn)有方法進(jìn)行外延片的制造，最后將制造好的外延片晶圓按照一定的格式切割形成單顆芯片，使每個(gè)芯片上都保留有一個(gè)導(dǎo)電通道將N型電極透過藍(lán)寶石襯底引出，形成P、N型兩個(gè)電極的垂直電極結(jié)構(gòu)，從而解決以往以藍(lán)寶石等絕緣材料為襯底制作發(fā)光芯片時(shí)，無法將電極制作于芯片兩側(cè)的問題，本發(fā)明制造簡(jiǎn)單，成本低，提高了發(fā)光效率及產(chǎn)品的優(yōu)良率，改善了芯片的靜電防護(hù)能力及散熱效果。
文檔編號(hào)H01L33/38GK102290514SQ201110196400
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者馬福 申請(qǐng)人:馬福