平面高壓串聯(lián)led集成芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種平面高壓串聯(lián)LED集成芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有常見的LED單芯片的P型電極與N型電極分別位于P型外延層頂部的透光導(dǎo)電層及N型外延層上，二者不在同一個(gè)平面內(nèi)，即非平面LED芯片。非平面LED芯片在打線時(shí)容易造成金屬導(dǎo)線斷裂，產(chǎn)品良率低；目前普遍使用在襯底上生成圖形的方式來提高底部反射光，即圖形化襯底(Patterned Sapphire Substrate，簡稱PSS)技術(shù)，使得LED芯片的制造成本尚。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、成本低、便于連接、光反射率高的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片。
[0004]本實(shí)用新型的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片所采用的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片包括LED外延片，所述LED外延片包括藍(lán)寶石襯底、依次位于所述藍(lán)寶石襯底正面的緩沖層、N型外延層、量子阱發(fā)光層、P型外延層、透光導(dǎo)電層，所述LED外延片上形成若干個(gè)串聯(lián)的LED器件，每個(gè)所述LED器件的四周均設(shè)有蝕刻形成的階梯孔，所述階梯孔的第一階梯深入到所述N型外延層內(nèi)，所述階梯孔的第二階梯深入到所述藍(lán)寶石襯底的上表面形成隔離槽，以將相鄰不同電位的LED器件電隔離，每個(gè)所述LED器件于所述透光導(dǎo)電層上均設(shè)有一個(gè)P型內(nèi)電極，所述階梯孔及所述透光導(dǎo)電層的外露表面覆蓋氮化硅層，所述氮化硅層的外表面覆蓋旋涂玻璃層，所述旋涂玻璃層將所述階梯孔填平，所述旋涂玻璃層的上表面與所述透光導(dǎo)電層的上表面平行，每個(gè)所述LED器件均包括分別穿過所述旋涂玻璃層及所述氮化硅層的P+電極、N-電極，所述P+電極與所述P型內(nèi)電極相接觸電性連接，所述N-電極與所述N型外延層相接觸電性連接，所述旋涂玻璃層上設(shè)有若干個(gè)分離的金屬連接層及陽極接點(diǎn)、陰極接點(diǎn)，所述金屬連接層將一個(gè)所述LED器件的所述N-電極及與其相鄰的另一個(gè)所述LED器件的所述P+電極相電連接，以使所述LED器件形成串聯(lián)電路，所述陽極接點(diǎn)與串聯(lián)電路中首個(gè)所述LED器件的所述P+電極相電連接，所述陰極接點(diǎn)與串聯(lián)電路中末端所述LED器件的所述N-電極相電連接，所述藍(lán)寶石襯底背面設(shè)有背金層O
[0005]所述N型外延層是GaN外延層，所述P型外延層包括P型AlGaN外延層和P型GaN外延層，所述量子阱發(fā)光層是InGaN/GaN量子阱，所述透光導(dǎo)電層是導(dǎo)電玻璃。
[0006]所述藍(lán)寶石襯底的厚度為80?110微米。
[0007]所述緩沖層的厚度為300 ±50埃；所述N型外延層的厚度為4.5±0.5微米，所述P型外延層的厚度為0.9±0.1微米；所述透光導(dǎo)電層的厚度為2400±250埃。
[0008]所述氮化硅層的厚度為2000±200埃。
[0009]所述P型內(nèi)電極自內(nèi)向外由厚度2000±200埃的鎳和厚度為100±10埃的金構(gòu)成。
[0010]所述金屬連接層自內(nèi)向外由厚度為100土 10埃的鈦、厚度為1000土 100埃的鋁、厚度為100±10埃的鈦以及厚度為1000±100埃的金構(gòu)成。
[0011]所述背金層自內(nèi)向外依次由厚度為500 ±50埃的鈦、厚度為1000 ± 100埃的鎳、厚度為5000±500埃的銀、厚度30000±3000埃的錫以及厚度為3000±300埃的銀構(gòu)成。
[0012]所述第一階梯孔深入到所述N型外延層內(nèi)的深度是所述N型外延層總高度的三分之一O
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:由于本實(shí)用新型的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片包括LED外延片，所述LED外延片包括藍(lán)寶石襯底、依次位于所述藍(lán)寶石襯底正面的緩沖層、N型外延層、量子阱發(fā)光層、P型外延層、透光導(dǎo)電層，所述LED外延片上形成若干個(gè)串聯(lián)的LED器件，每個(gè)所述LED器件的四周均設(shè)有蝕刻形成的階梯孔，所述階梯孔的第一階梯深入到所述N型外延層內(nèi)，所述階梯孔的第二階梯深入到所述藍(lán)寶石襯底的上表面形成隔離槽，以將相鄰不同電位的LED器件電隔離，每個(gè)所述LED器件于所述透光導(dǎo)電層上均設(shè)有一個(gè)P型內(nèi)電極，所述階梯孔及所述透光導(dǎo)電層的外露表面覆蓋氮化硅層，所述氮化硅層的外表面覆蓋旋涂玻璃層，所述旋涂玻璃層將所述階梯孔填平，所述旋涂玻璃層的上表面與所述透光導(dǎo)電層的上表面平行，每個(gè)所述LED器件均包括分別穿過所述旋涂玻璃層及所述氮化硅層的P+電極、N-電極，所述P+電極與所述P型內(nèi)電極相接觸電性連接，所述N-電極與所述N型外延層相接觸電性連接，所述旋涂玻璃層上設(shè)有若干個(gè)分離的金屬連接層及陽極接點(diǎn)、陰極接點(diǎn)，所述金屬連接層將一個(gè)所述LED器件的所述N-電極及與其相鄰的另一個(gè)所述LED器件的所述P+電極相電連接，以使所述LED器件形成串聯(lián)電路，所述陽極接點(diǎn)與串聯(lián)電路中首個(gè)所述LED器件的所述P+電極相電連接，所述陰極接點(diǎn)與串聯(lián)電路中末端所述LED器件的所述N-電極相電連接，所述藍(lán)寶石襯底背面設(shè)有背金層；本實(shí)用新型采用平面工藝技術(shù)，使得芯片表面平坦，所述P+電極、所述N-電極、所述金屬連接層及所述陽極接點(diǎn)、所述陰極接點(diǎn)一次性生成，克服了非平面LED芯片由于電極錯(cuò)位在打線時(shí)容易造成金屬導(dǎo)線斷裂的缺陷，提高了產(chǎn)品良率，因此本實(shí)用新型LED芯片的結(jié)構(gòu)更合理，便于連接，工藝簡便；使用背金工藝，所述背金層能夠提高反射光的反射率、降低成本；由于所述透光導(dǎo)電層與所述旋涂玻璃層之間設(shè)有氮化硅層，以及每個(gè)所述LED器件的四周均設(shè)有隔離槽，將相鄰不同電位的LED器件(100)電隔離，因此耐高壓性能好；故本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、成本低、便于連接、光反射率高，是一種平面高壓串聯(lián)LED集成芯片。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的電路原理圖；
[0016]圖3是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的A — A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的B — B斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(a)完成后的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(b)過程的A — A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(b)完成后的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(C)過程的A — A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖9是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟⑷過程的A — A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖10是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(e)完成后的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖11是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(f)過程的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖12是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(f)完成后的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖13是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(g)完成后的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖14是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(h)過程的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖15是圖1所示的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法步驟(h)完成后的A —A斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1?圖4所示，本實(shí)施例的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片包括LED外延片，所述LED外延片包括藍(lán)寶石襯底1、依次位于所述藍(lán)寶石襯底I正面的緩沖層5、N型外延層2、量子阱發(fā)光層6、P型外延層、透光導(dǎo)電層4，所述N型外延層2是GaN外延層，所述P型外延層包括P型AlGaN外延層7和P型GaN外延層3，所述量子阱發(fā)光層6是InGaN/GaN量子阱，所述透光導(dǎo)電層4是導(dǎo)電玻璃，所述藍(lán)寶石襯底I的厚度為80?110微米，所述緩沖層5的厚度為300 ±50埃；所述N型外延層2的厚度為4.5±0.5微米，所述P型外延層的厚度為0.9±0.1微米；所述透光導(dǎo)電層4的厚度為2400 ±250埃；所述LED外延片上形成九個(gè)串聯(lián)的LED器件100，每個(gè)所述LED器件100的四周均設(shè)有蝕刻形成的階梯孔，所述階梯孔的第一階梯深入到所述N型外延層2內(nèi)，所述階梯孔的第二階梯深入到所述藍(lán)寶石襯底I的上表面形成隔離槽60，以將相鄰不同電位的LED器件100電隔離，每個(gè)所述LED器件100于所述透光導(dǎo)電層4上均設(shè)有一個(gè)P型內(nèi)電極71，所述P型內(nèi)電極71自內(nèi)向外由厚度2000 土 200埃的鎳和厚度為100 土 10埃的金構(gòu)成，所述階梯孔及所述透光導(dǎo)電層4的外露表面覆蓋氮化硅層8，所述氮化硅層8的厚度為2000±200埃，所述氮化硅層8的外表面覆蓋旋涂玻璃層9，所述旋涂玻璃層9將所述階梯孔填平，所述旋涂玻璃層的上表面與所述透光導(dǎo)電層4的上表面平行，每個(gè)所述LED器件100均包括分別穿過所述旋涂玻璃層9及所述氮化硅層8的P+電極86、N-電極88，所述P+電極86與所述P型內(nèi)電極71相接觸電性連接，所述N-電極88與所述N型外延層2相接觸電性連接，所述旋涂玻璃層9上設(shè)有若干個(gè)分離的金屬連接層80及陽極接點(diǎn)81、陰極接點(diǎn)82，所述金屬連接層80將一個(gè)所述LED器件100的所述N-電極88及與其相鄰的另一個(gè)所述LED器件100的所述P+電極86相電連接，以使所述LED器件100形成串聯(lián)電路，所述陽極接點(diǎn)81與串聯(lián)電路中首個(gè)所述LED器件100的所述P+電極86相電連接，所述陰極接點(diǎn)82與串聯(lián)電路中末端所述LED器件100的所述N-電極88相電連接，所述金屬連接層80及所述陽極接點(diǎn)81、所述陰極接點(diǎn)82自內(nèi)向外均由厚度為100±10埃的鈦、厚度為1000±100埃的鋁、厚度為100±10埃的鈦以及厚度為1000±100埃的金構(gòu)成，使用鋁作為電極材料，降低工藝成本，所述藍(lán)寶石襯底I背面設(shè)有背金層90，所述背金層90自內(nèi)向外依次由厚度為500±50埃的鈦、厚度為1000±100埃的鎳、厚度為5000 ±500埃的銀、厚度30000 ±3000埃的錫以及厚度為3000 ±300埃的銀構(gòu)成，提高反射光的反射率，降低成本。
[0030]本實(shí)用新型的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片中，所述LED器件100的數(shù)量不限于九個(gè)，實(shí)施例中僅是舉例說明。
[0031]如圖5?圖15所示，本實(shí)施例的平面高壓串聯(lián)LED集成芯片的制造方法包括以下步驟:
[0032](a)形成LED外延片:采用化學(xué)氣相沉積法形成LED外延片，所述LED外延片包括藍(lán)寶石襯底1、依次位于所述藍(lán)寶石襯底I正面的緩沖層5、