一种倒装led芯片制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于L邸巧片制备技术领域，主要设及一种新的提高倒装L邸巧片亮度的 制备方法。
【背景技术】：
[000引随着LED应用的发展，紫外LED因其光谱范围更宽（发光波长能够覆盖210-400nm波段），更节能，并且不含有毒物质隶，具有其它传统紫外光源无法比拟的优势，被广泛地应 用于生活中多个方面，例如紫外光消毒、紫外线硬化，光学传感器、紫外线身份验证、体液检 测和分析等领域。紫外L邸技术目前的主要挑战是效率较低，波长低于365nm的巧片，紫外 LED的输出功率仅为输入功率的5% -8%。当波长为385皿W上时，紫光LED的效率有所提 高，但也只有输入功率的15%。
[0003] 倒装LED巧片可W有效提高LED巧片亮度。传统的倒装巧片W藍光巧片为主，加 工过程中常使用金属材料作为反射镜，如Ag、Pt、Au等材料；使用氧化娃作为纯化层隔离巧 片中的金属层，然而在加工过程中形成Ag、Pt、Au等材料的厚反射镜对可见光反射率较高， 而对紫外光（尤其深紫外光）有较大吸收，难W有效提高紫外L邸的亮度。因此，行业上传 统的倒装巧片工艺不适用于紫外LED。与金属反射镜相比较，DBR反射镜（分布布拉格反射 镜）由于频率落在能隙范围内的电磁波无法穿透，其反射率可达95%W上，同时DBR反射镜 没有金属反射镜的吸收问题W及可W通过改变材料的折射率或厚度来调整材料对光的能 隙位置。
[0004] 紫外L邸巧片运用DBR反射镜可W进一步提升巧片亮度，现有技术中正装L邸巧 片背面背锻DBR反射镜，倒装巧片采用的是厚的金属反射层与二氧化娃纯化层相结合形成 反射镜，采用厚Ag工艺做反射镜，不仅对光有吸收作用（尤其深紫外光），同时加工过程中 对厚Ag进行腐蚀时，液体腐蚀具有各相同性，过厚金属不易控制，容易导致腐蚀不干净而 产生漏电。
【发明内容】
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[0005] 本发明提出一种新的倒装L邸巧片制备方法，主要是设计高反射率的反射镜结 构，减少了材料对光的吸收，提高倒装L邸巧片的光萃取率，从而提高L邸巧片亮度。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] 一种倒装L邸巧片制备方法，主要包括W下步骤：
[000引 （1)对L邸外延片表面的P型氮化嫁层部分区域及其下面多量子阱发光层进行刻 蚀，直至暴露出N型氮化嫁层；
[0009]似在LED外延片表面蒸发一层Ni/Ag薄膜，其中Ni蒸发速率为0.05~O.iA/scc， 蒸发厚度为5~50 A，Ag蒸发速率为化2~lA/sec，蒸发厚度为50~200 A，若制备紫外巧片 需满足Ni膜与Ag膜厚度之和小于100 A，若制备藍光巧片需满足Ni膜与Ag膜厚度之和小 于200 A，即可形成P型欧姆接触层；
[0010] (3)对晶圆片进行匀胶、曝光、显影及坚膜，形成倒装巧片反射镜所需图形，光刻胶 覆盖的区域与刻蚀后暴露的N型氮化嫁区域距离为7~10 y m，然后对不需要Ni/Ag的区域 用腐蚀液进行Ni/Ag腐蚀；
[0011] (4)快速退火炉进行退火，温度480~550°C退火1~2分钟，完成P型欧姆接触 层的退火；
[0012] (5)在所述P型欧姆接触层的基础上蒸发DBR反射层，材质为Si〇2与TiO 2;
[0013] 对于紫外巧片，具体是先沉积一层Si〇2厚度为4200~4400 A，然后Ti〇2与Si〇2薄 膜交替沉积形成多周期结构，各个周期中Ti化薄膜沉积厚度相同均为335~355 A，Si化厚 度相同均为610~630 A，周期数量大于4个；
[0014] 对于藍光巧片，具体是先沉积一层Si〇2厚度为2250~2450 A，然后Ti〇2与Si〇2薄 膜交替沉积形成多周期结构，各个周期中Ti化薄膜沉积厚度相同均为425~445 A，Si化厚 度相同均为775~7% A，周期数量大于4个；
[0015] (6)对L邸外延片进行匀胶、曝光、显影及坚膜，形成倒装巧片DBR反射层所需蚀刻 图形；
[0016] (7)使用氨氣酸溶液对需要蚀刻的DBR层进行腐蚀，形成P、N电极通孔，W满足PN 绑定层与氮化嫁层的接触；该里的PN绑定层，即能够与带有焊盘的Si基板进行焊接的金属 膜层，图中的化/Pt/Au层，由于Au层厚度较厚，可W直接进行Au与Au绑定，也可W Au与 Sn形成共晶焊完成绑定（传统倒装工艺中P、N金属塞采用Ti/Al/Ti/Au，Si基板上的焊盘 金属常用Au因此巧片与Si基板通过Au与Au进行绑定形成倒装巧片）。
[0017] (8)在N电极通孔、P电极通孔处分别蒸锻形成N金属塞、P金属塞；最后完成巧片 绑定。
[001引本发明还对W上方案作了多方面的优化：
[0019] 步骤（1)运用电感禪合等离子体刻蚀技术进行刻蚀操作。
[0020] 步骤做所述腐蚀液的主要组成及配比为出2〇:饥巧:&化二5:1:1，肥1:HN0 3 = 3:1。
[002U步骤（7)所述氨氣酸溶液的浓度为H20:HF = 10:1。
[0022] 步骤（8)所述P、N金属塞采用的蒸发金属材质为化/Pt/Au。
[0023] 相应的，本发明提出一种倒装L邸巧片结构，L邸外延片的表面依次沉积有P型欧 姆接触Ni/Ag薄膜W及DBR反射层；所述P型欧姆接触Ni/Ag薄膜中，Ni的厚度为5~50A， Ag的厚度为50~150A;所述DBR反射层包括一单层Si〇2化及在该单层Si〇2基础上交替沉 积Ti化与SiO 2薄膜形成的多周期结构，周期数量大于4 ;自DBR反射层至L邸外延片的N 型氮化嫁层形成有至少一处刻蚀通道，在该刻蚀通道处蒸锻形成有N金属塞；自DBR反射层 至L邸外延片的P型氮化嫁层形成有至少一处刻蚀通道，在该刻蚀通道处蒸锻形成有P金 属塞；在N金属塞和P金属塞表面分别蒸锻形成有N绑定电极和P绑定电极；
[0024] 对于紫外巧片，Ni/Ag膜厚度之和小于100 A，所述单层Si化的厚度为 4200~4400 A，多周期结构中Ti〇2厚度3%~355 A，Si〇2厚度为610~630 A;
[0025]对于藍光巧片，Ni/Ag膜厚度之和小于200A;所述单层Si〇2厚度为 2250~2450 A，多周期结构中Ti〇2厚度425~445 A，Si〇2厚度为775~7% A。
[0026] 上述P金属塞和N金属塞采用的蒸发金属材质优选化/Pt/Au。
[0027]本发明具有W下优点：
[0028]本发明使用超薄Ni/Ag薄膜与DBR反射镜结合，可W减少金属对光的吸收，有效提 升巧片亮度，同时DBR反射镜代替传统上的氧化娃纯化层，起到保护巧片的作用。具体的技 术效果如下：
[0029] 对于紫光巧片，本发明是在P型氮化嫁表面蒸发Ni/Ag薄膜，氮气保护环境下退 火，之后蒸发材质为Si化与Ti〇2形成的DBR反射镜代替传统上的二氧化娃绝缘层。Ni/Ag薄 层退火后可W与P型氮化嫁形成良好的欧姆接触，能够起到良好的电流扩展效果。运用DBR 反射镜代替二氧化娃，由于DBR分布布拉格反射镜对于频率落在能隙范围内的电磁波无法 穿透，其反射率可达95% W上，同时没有金属反射镜的吸收问题，可W通过改变材料的折射 率或厚度来调整DBR反射镜对紫外光的能隙位置，形成高紫外反射率反射镜，减少了传统 的金属反射镜对紫外光的吸收，提高L邸巧片对紫外光的萃取率，即提高了巧片的亮度。同 时DBR反射镜还可W作为纯化层代替传统上的二氧化娃纯化层起到隔离绝缘的效果，避免 后来蒸锻形成的N型PAD与P型氮化嫁层的联通。
[0030]本发明同样适用于藍光巧片，可W通过减少厚Ag材料对光的吸收从而提高巧片 亮度。与紫外巧片相比，由于Ag膜反射镜本身对藍光反射率较高，采用此工艺制造藍光巧 片的方法提高亮度的效果相对较小。
【附图说明】
[0031]图1为本发明的倒装紫外LED巧片结构图。
[0032]图2为本发明的一个实施流程图。
【具体实施方式】
[0033]本发明的主要特点在于高反射率的反射镜及其相关结构制备：
[0034] 1)P型欧姆接触层的制备；使用真空锻膜机进行Ni/Ag薄膜蒸锻，Ni蒸发速率为 O.lA/sec，蒸发厚度为30 A，Ag蒸发速率为lA/sec，蒸发厚度为60 A，形成P型欧姆接触 层；
[0035] 2)对晶圆片进行匀胶、曝光、显影及坚膜，形成倒装巧片反射镜所需图形，光刻胶 覆盖的区域与刻蚀后暴露的N型氮化嫁区域距离为7~10 ym，之后用H20:NH4F:H2化二5 ; 1 ; 1溶液腐蚀3min，肥1 ;HN03= 3:1溶液腐蚀3min，接着去除光刻胶；
[0036] 3)P型欧姆接触层退火；快速退火炉进行退火，温度500°C下退火Imin;
[0037]4)高紫外反射率反射镜制备；蒸发DBR反射层，材质为Si化与TiO2,先沉积一层 Si〇2厚度为4340 A，然后Ti〇2与Si〇2薄膜交替沉积形成多周期结构，周期数量为4,4个周 期中Ti〇2薄膜沉积厚度均相同为347A，4个周期中Si〇2厚度均相同为620 A;
[003引 5)对晶圆片进行匀胶、曝光及显影，形成倒装巧片所需图形，120°C烘烤30min，冷 却后使用同样的温度和时间进行第2次烘烤；
[0039] 6)使用氨氣酸溶液对部分需要蚀刻的DBR层进行腐蚀，腐蚀时间7min，形成PN电 极通孔，W满足PN绑定层与氮化嫁层的接触。
[0040] 至此，高反射率的反射镜及其相关结构制备完成。
[0041] W下结合附图，通过多个实施例进一步详述本发明。
[0042] 实施例一
[0043] 本发明的倒装LED巧片结构如图1。其制备流程如图2所示，采用ICP刻蚀、Ni/ Ag蒸锻、Si〇2/Ti〇2沉积、化/Pt/Au蒸锻W及巧片绑定工艺。本发明