专利名称：一种高导通电压正装led集成芯片及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高导通电压正装LED集成芯片；另外，本发明还涉及一 种该高导通电压正装LED集成芯片的制造方法。
背景技术：
正装芯片技术是传统的微电子封装技术，其技术成熟，应用范围广泛。 目前绝大多数LED均为正装LED, LED裸芯片的衬底无论是砷化镓还是碳 化硅，在衬底外都镀有一层金属层作为N型电极，同时也兼作散热之用，其 正装在一个带有反射杯的支架上作为阴极，其上面的P型外延层再通过金属 线焊接在阳极引线上，由于此种裸芯片的上面及衬底面各作为电极的一端， 故习称为"单电极芯片"，目前，黄光和红光LED较多采用这种单电极芯片。 除上述单电极LED裸芯片外(芯片正反面各有一个电极)，近年来有的LED 裸芯片的衬底为绝缘材料如氧化铝，所以正(P型)与负(N型)电极均需 设置于裸芯片的表面，亦即所谓的"双电极芯片"，目前，蓝光和绿光LED 较多采用这种双电极芯片。将多个LED裸芯片集成在一个线路板上称为集成 芯片。无论是单电极LED裸芯片还是双电极LED裸芯片均可应用在LED集 成芯片上。由于常用的LED线路板均为铝基板，铝基板本身是导体，同时电 路的光刻解析度较差，故在集成芯片的加工过程中极易短路，难以实现高集 成度串联连接。现有的照明用LED单颗芯片大多采用面积较大的功率型LED芯片，其 成本较高，由于芯片面积较大，热源集中，因此散热效果不好；同时，这种 正装LED较难实现多芯片集成。目前还出现了用扩散隔离法制造的在硅衬底 上带有静电保护二极管的正装LED集成芯片，当LED集成芯片的裸芯片串联的集成度较高时，即LED集成芯片的裸芯片串联数量较多时，整个LED 集成芯片的额定电压较高，此时硅衬底内与LED正负极相联接的扩散层与硅 衬底内的阱区及硅衬底之间形成的寄生晶闸管易发生发射极与集电极之间导 通漏电而产生耐压不足的现象，同时也会使本应绝缘的硅衬底也带有电位， 因此当整个集成芯片二次封装在金属壳内以后，金属壳也容易产生电位，难 以再进一步将己二次封装好的集成芯片再进行串联应用，以上几点使得整个 LED集成芯片在高压时容易出现不稳定，甚至根本达不到额定电压，致使芯 片的亮度达不到设计要求。尤其是当将单个或数个芯片设计成两极直接接于 220V或110V的交流电源应用时，即若干个LED裸芯片串联或串并联组合连 接时，漏电现象更是严重。因此，现有的LED集成芯片的耐高压性能不好。发明内容本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低、 易于集成、散热效果好、耐高压性能好的高导通电压正装LED集成芯片。另外，本发明还提供一种该高导通电压正装LED集成芯片的制造方法。本发明的高导通电压正装LED集成芯片所采用的技术方案是本发明高 导通电压正装LED集成芯片包括若干个LED裸芯片和硅衬底，所述LED裸 芯片包括衬底和N型外延层、P型外延层，所述硅衬底的正面生成有导热绝 缘层，所述导热绝缘层上沉积有金属层，若干个所述LED裸芯片正装在各所 述金属层上并通过所述金属层相连接组成电路，所述金属层引出阳极接点和 阴极接点。进一步，所述硅衬底的正面向内扩散有一层N+扩散层。 所述LED裸芯片为单电极芯片，所述衬底为砷化镓或碳化硅衬底，所述衬底用银浆或锡粘合在所述金属层上，所述LED裸芯片的电极接点通过金属线焊接在相邻的一个所述金属层上。或者，所述LED裸芯片为双电极芯片，所述衬底为氧化铝衬底，所述衬底用银浆或锡粘合在所述金属层上，所述P型外延层、所述N型外延层分别通过金属线焊接在相邻的两个所述金属层上。所述硅衬底的背面还设有由一层或多层金属构成的散热层。 所述导热绝缘层由二氧化硅层或氮化硅层或氮化硅层与二氧化硅层组合构成。所述金属层的外表面为反光面，所述硅衬底为P型或N型，所述金属层 为铝或铜或硅铝合金，若干个所述LED裸芯片之间串联或并联或串并联组合 连接。本发明的高导通电压正装LED集成芯片的制造方法所采用的技术方案 是包括以下步骤(a) 形成导热绝缘层将所述硅衬底在氧化炉管内采用湿氧法热氧化生 长出厚度为300 8000埃的二氧化硅层，即形成第一导热绝缘层，所述第一 导热绝缘层单独构成所述导热绝缘层；或者，采用低压气相法在所述硅衬底的正面沉积氮化硅或二氧化硅或二 者都沉积，形成厚度为2000 6000埃的氮化硅层或厚度为3000 8000埃的 二氧化硅层，或先形成400 8000埃的二氧化硅层再形成厚度为1000 6000 埃的氮化硅层，或先形成1000 6000埃的氮化硅层再形成厚度为1500 8000埃的二氧化硅层，即形成第二导热绝缘层，所述第二导热绝缘层单独构 成所述导热绝缘层；或者，先将所述硅衬底在氧化炉管内采用湿氧法热氧化生长出厚度为 400 8000埃的二氧化硅层，即形成第一导热绝缘层；然后采用低压气相法 在所述硅衬底的正面沉积氮化硅或二氧化硅，形成厚度为1000 6000埃的 氮化硅层或厚度为1500 8000埃的二氧化硅层，即形成第二导热绝缘层， 所述第一导热绝缘层与所述第二导热绝缘层共同构成所述导热绝缘层；(b) 形成金属层以溅射或蒸镀的方法沉积金属层，然后在光刻机上利用金属光刻掩模版进行光刻，再用湿法或干法蚀刻工艺对金属层进行蚀刻，蚀刻后剩余的金属层与各所述LED裸芯片构成串联或并联或串并联组合连 接的所述金属层；(c) LED裸芯片封装将所述LED裸芯片的所述衬底用银浆或锡粘合 在所述金属层上，再根据串并联的需要将连接所述LED裸芯片的电极接点 通过金属线焊接在相邻的一个所述金属层上；或者，将所述LED裸芯片的 所述衬底用银浆或锡粘合在所述金属层上，再将所述P型外延层、所述N型 外延层分别通过金属线焊接在相邻的两个所述金属层上。 进一步，在所述步骤(a)之前还包括以下步骤 (a0)形成N+扩散层在高温扩散炉管内对所述硅衬底的正面掺杂N 型杂质磷，或者用离子注入法将杂质磷离子或砷离子注入所述硅衬底中再在 高温下驱入，形成内阻为10 40Q/口的所述N+扩散层；进一步，在所述步骤(b)与所述步骤(C)之间还包括以下步骤 (b')形成散热层先将所述硅衬底的背面用研磨的方法减薄，再用金属溅射或蒸镀的方法沉积一层铝金属层或包含钛、镍、银材料的多层金属层 于所述硅衬底的背面，形成所述散热层。本发明的有益效果是由于本发明的高导通电压正装LED集成芯片若干 个所述LED裸芯片之间通过所述金属层相连接组成电路，若干个所述LED 裸芯片之间可以串联或并联或串并联组合连接，多个所述LED裸芯片分布面 积广，发光效果更好，且制造成本比采用单颗面积较大的功率型LED芯片更 低；另外，本发明使用到集成电路的光刻、氧化、蚀刻等技术，所以所述金 属层的尺寸比现有技术在线路板上直接安装若干个LED的金属层尺寸更小， 其占用面积较小，可实现小芯片集成，以达到降低成本的目的，故本发明成 本低、易于集成；由于本发明的高导通电压正装LED集成芯片的所述硅衬底的正面生成有 导热绝缘层(所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层)，所述导热绝缘层上沉积有金属层，若干个所述LED裸芯片正装在各所述金属层上并通过所述 金属层相连接组成电路，所述金属层引出阳极接点和阴极接点，每个所述LED 裸芯片通过所述衬底及金属线将热量传到所述金属层，并通过所述导热绝缘 层将热量传给所述硅衬底及所述散热层，所述导热绝缘层由二氧化硅层或氮 化硅层或氮化硅层与二氧化硅层组合构成，其导热系数比一般导热胶高数10 倍至100多倍，同时所述导热绝缘层的厚度薄，因此导热性好，所述金属层 及所述散热层的面积较大，热源较分散，散热效果好，使用寿命长，故本发 明的高导通电压正装LED集成芯片导热性好、散热效果好、使用寿命长；由于本发明的高导通电压正装LED集成芯片所述硅衬底和所述金属层之 间有导热绝缘层，所述导热绝缘层在保证导热性良好的同时，提供了满足需 要的绝缘性能，经试验，当将数个串联的集成芯片再串联后的两极直接接于 220V或110V的交流电源应用时，本发明能够满足耐高压要求不漏电，故本 发明的高导通电压正装LED集成芯片耐高压性能好，为LED集成芯片直接 接于市电应用提供了广阔的前景；由于本发明的高导通电压正装LED集成芯片所述金属层下为导热绝缘 层，所述导热绝缘层上各所述LED裸芯片对应的所述金属层的极性不一定相 同，因此各个所述LED裸芯片相互间可以产生串联或并联或串并联组合连接 的多种电路连接方式，避免了现有的采用在一块金属衬底上各个LED裸芯片 只能并联连接无法实现串联及串并联组合连接的弊端，故本发明的高导通电 压正装LED集成芯片可实现多种连接方式；由于本发明的高导通电压正装LED集成芯片所述金属层的外表面为反光 面，所述LED裸芯片的PN结在底面发出的光线遇到所述金属层会发生反射， 反射的光线又从正面射出，这样从所述LED裸芯片的PN结的底面发出的光 得到了有效利用，减少了底面光的浪费，提高了发光效率，故本发明的高导 通电压正装LED集成芯片发光效率高、正面出光强度高；同理，采用本发明的制造方法制造的高导通电压正装LED集成芯片具有上述优点，且该方法工艺简便，产品质量好。
图1是本发明实施例一及实施例三高导通电压正装LED集成芯片的正面 结构示意图；图2是本发明实施例二及实施例四高导通电压正装LED集成芯片的正面 结构示意图；图3是图1及图2所示的高导通电压正装LED集成芯片的电路原理图；图4是图1所示本发明实施例一的高导通电压正装LED集成芯片的A— A断面结构示意图；图5是图2所示本发明实施例二的高导通电压正装LED集成芯片的B — B断面结构示意图；图6是本发明实施例一及实施例二高导通电压正装LED集成芯片的制造 方法中步骤(a)完成后的断面结构示意图；图7、图8是本发明实施例一及实施例二高导通电压正装LED集成芯片 的制造方法中步骤(b)过程的断面结构示意图；图9是本发明实施例一及实施例二高导通电压正装LED集成芯片的制造 方法中步骤(b')完成后的断面结构示意图；图10是图1所示本发明实施例三的高导通电压正装LED集成芯片的A 一A断面结构示意图；图11是图2所示本发明实施例四的高导通电压正装LED集成芯片的B 一B断面结构示意图；图12是本发明实施例三及实施例四高导通电压正装LED集成芯片的制 造方法中步骤(a)完成后的断面结构示意图；图13是本发明实施例三及实施例四高导通电压正装LED集成芯片的制 造方法中步骤(b)完成后的断面结构示意14是本发明实施例三及实施例四高导通电压正装LED集成芯片的制 造方法中步骤(b')完成后的断面结构示意15是本发明实施例三及实施例四高导通电压正装LED集成芯片的制 造方法中步骤(c)过程的断面结构示意16是本发明实施例三及实施例四高导通电压正装LED集成芯片的制 造方法中步骤(c')完成后的断面结构示意图。
具体实施方式
实施例一 .如图1、图3、图4所示，本实施例的高导通电压正装LED集成芯片包 括九个LED裸芯片1和硅衬底2,所述LED裸芯片1为单电极芯片，所述 LED裸芯片1包括砷化镓(GaAs)衬底10和N型外延层11、 P型外延层12， 当然，所述衬底IO也可以为碳化硅(SiC)等其他材料的衬底，所述硅衬底 2为P型硅衬底，所述硅衬底2的正面生成有导热绝缘层，所述导热绝缘层 单独由沉积形成的第二导热绝缘层5构成，所述第二导热绝缘层5由氮化硅 层构成，氮化硅的导热系数很高，其导热系数比一般导热胶高100多倍，同 时所述第二导热绝缘层5的厚度薄，因此导热性好，能够起到良好的导热及 散热作用，同时氮化硅的绝缘性好，使得本发明的集成芯片的耐高压性好， 所述导热绝缘层上沉积有金属层6，所述金属层6的外表面为反光面，所述 金属层6为铝，当然也可以采用铜或硅铝合金，所述金属层6既是电极、导 电体，又是LED的散热片，还是底面光线的反光体，所述硅衬底2的背面还 有由包含钛、镍、银材料构成的散热层7，当然所述散热层7也可以由一层 金属铝构成，各所述LED裸芯片1正装在各所述金属层6上并通过所述金属 层6相连接组成全串联的电路，所述衬底10用银浆或锡粘合在所述金属层6 上，属层6上，所述金属层6引出阳极接点80和阴极接点81。当然，所述LED裸芯片1的数量不限于九个，实施例中仅是举例说明， 所述硅衬底2也可以为N型硅衬底，所述第二导热绝缘层5也可以由沉积的 二氧化硅层构成，其导热系数比一般导热胶高数10倍，或者由氮化硅层与二 氧化硅层组合构成，各所述LED裸芯片1之间也可以通过所述金属层6相连 接组成并联或串并联组合连接的电路。每个所述LED裸芯片1通过所述衬底10及所述金属线41将热量传到所 述金属层6，并通过所述导热绝缘层将热量传给所述硅衬底2及所述散热层7， 所述金属层6及所述散热层7的面积较大，热源较分散，散热效果好，使用 寿命长；所述导热绝缘层在保证导热性良好的同时，提供了满足需要的绝缘 性能，经试验，当将数个串联的集成芯片再串联后的两极直接接于220V或 110V的交流电源应用时，本发明的高导通电压正装LED集成芯片能够满足 耐高压要求不漏电，为LED集成芯片直接接于市电应用提供了广阔的前景。如图4、图6 图9所示，本实施例的高导通电压正装LED集成芯片的 制造方法包括以下步骤(a)形成导热绝缘层采用低压气相法在所述硅衬底2的正面沉积厚 度为3500埃的氮化硅层，即形成所述第二导热绝缘层5，所述氮化硅层的厚 度范围可控制在1000 6000埃，所述氮化硅层的厚度随耐压要求的提高而增 加，厚度一般是按照每IOOV耐压需要IOOO埃的所述氮化硅层进行控制，此 步骤最后形成的断面图如图6所示；当然，所述第二导热绝缘层5也可以通 过沉积二氧化硅形成，二氧化硅层的厚度范围可控制在1500 8000埃，所述 二氧化硅层的厚度随耐压要求的提高而增加，厚度一般是按照每100V耐压 需要1500埃的所述二氧化硅层进行控制；同理，所述第二导热绝缘层5也可 以由氮化硅层与二氧化硅层组合构成，其厚度范围可按照上述规律进行控制， 比如先沉积形成400 8000埃的二氧化硅层再沉积形成厚度为1000 6000埃 的氮化硅层，或者先形成1000 6000埃的氮化硅层再形成厚度为1500 8000埃的二氧化硅层；(b) 形成金属层以溅射或蒸镀的方法沉积厚度为12000埃的金属层，如图7所示，所述金属层的厚度范围可控制在5000 40000埃，然后在光刻 机上利用金属光刻掩模版进行光刻，再用半导体工艺常用的干法蚀刻工艺对 金属层进行蚀刻，当然，也可以采用湿法蚀刻对金属层进行蚀刻，蚀刻后剩 余的金属层构成所述金属层6及阳极接点80和阴极接点81，此步骤最后形 成的断面图如图8所示；(b')形成散热层先将所述硅衬底2的背面用研磨的方法减薄，将所 述硅衬底2的厚度由400 650微米减薄至200 250微米，以提高散热能力， 再用金属溅射或蒸镀的方法沉积包含钛、镍、银材料的多层金属层或一层铝 金属层于所述硅衬底2的背面，形成所述散热层7，此步骤最后形成的断面 图如图9所示；(c) LED裸芯片封装将各所述LED裸芯片1的所述衬底10用银浆 或锡粘合在所述金属层6上，再根据串并联的需要将连接所述LED裸芯片1 的电极接点通过金属线41焊接在相邻的一个所述金属层6上，此步骤最后形 成的断面图如图4所示。实施例二如图2、图3、图5 图9所示，本实施例与实施例一的不同之处在于 所述LED裸芯片1为双电极芯片，所述衬底10为氧化铝(蓝宝石，A1203) 衬底，所述P型外延层12、所述N型外延层11分别通过金属线43、 45焊接 在相邻的两个所述金属层6上。本实施例其余特征同实施例一。实施例三如图l、图3、图10所示，本实施例的高导通电压正装LED集成芯片与 实施例一的不同之处在于本实施例中所述硅衬底2的正面向内扩散有一层N+扩散层3，所述N+扩散层3上生长有一层第一导热绝缘层4，所述第一导 热绝缘层4上沉积有第二导热绝缘层5，所述第二导热绝缘层5上沉积有金 属层6，即所述导热绝缘层由生长形成的所述第一导热绝缘层4与沉积形成 所述第二导热绝缘层5共同构成，所述第一导热绝缘层4由二氧化硅构成， 所述第二导热绝缘层5由氮化硅构成，二氧化硅及氮化硅的导热系数较高， 其导热系数比一般导热胶高数10倍至100多倍，同时所述第一导热绝缘层4 及所述第二导热绝缘层5的厚度薄，因此导热性好，能够起到良好的导热及 散热作用，同时二氧化硅及氮化硅的绝缘性好，使得本发明的集成芯片的耐 高压性好。如图10、图12 图16所示，本实施例的高导通电压正装LED集成芯片的制造方法包括以下步骤(a0)形成N+扩散层在高温扩散炉管内在900。C 100(rC下对所述硅 衬底2的正面掺杂N型杂质磷，形成内阻为10 40 Q /□的所述N+扩散层3， 当然，也可以用离子注入法将杂质磷离子或砷离子注入所述硅衬底2中，再 在高温下驱入所述硅衬底2，此步骤最后形成的断面图如图12所示；(a)形成导热绝缘层先将所述硅衬底2的正面在氧化炉管内在900 。C 110(TC下采用湿氧法热氧化生长出厚度为6000埃的二氧化硅层，即形成 第一导热绝缘层4， 二氧化硅层的厚度范围可控制在400 8000埃，二氧化 硅层的厚度随耐压要求的提高而增加，厚度一般是按照每100V耐压需要1500 埃的二氧化硅层的进行控制，此时形成的断面图如图13所示；然后采用低压气相法在所述硅衬底2的正面沉积厚度为1500埃的氮化 硅层，即形成所述第二导热绝缘层5，所述氮化硅层的厚度范围可控制在 1000 6000埃，所述氮化硅层的厚度随耐压要求的提高而增加，厚度一般是 按照每100V耐压需要1000埃的所述氮化硅层进行控制，此步骤最后形成的 断面图如图14所示；当然，所述第二导热绝缘层5也可以通过沉积二氧化硅形成，二氧化硅层的厚度范围可控制在1500 S000埃，所述二氧化硅层的厚度随耐压要求的 提高而增加，厚度一般是按照每100V耐压需要1500埃的所述二氧化硅层进 行控制；(b) 形成金属层以溅射或蒸镀的方法沉积厚度为12000埃的金属层， 所述金属层的厚度范围可控制在5000 40000埃，然后在光刻机上利用金属 光刻掩模版进行光刻，再用半导体工艺常用的干法蚀刻工艺对金属层进行蚀 刻，当然，也可以采用湿法蚀刻对金属层进行蚀刻，蚀刻后剩余的金属层构 成所述金属层6及阳极接点80和阴极接点81，此步骤最后形成的断面图如 图15所示；(c')形成散热层先将所述硅衬底2的背面用研磨的方法减薄，将所 述硅衬底2的厚度由400 650微米减薄至200 250微米，以提高散热能力， 再用金属溅射或蒸镀的方法沉积包含钛、镍、银材料的多层金属层或一层铝 金属层于所述硅衬底2的背面，形成所述散热层7，此步骤最后形成的断面 图如图16所示；(c) LED裸芯片封装:将所述LED裸芯片1的所述衬底10用银浆或锡 粘合在所述金属层6上，再将所述P型外延层12、所述N型外延层11分别 通过金属线43、 45焊接在相邻的两个所述金属层6上，此步骤最后形成的断 面图如图10所示。当然，所述第二导热绝缘层5也可以省略，即所述导热绝缘层由生长形 成的所述第一导热绝缘层4单独构成，在所述第一导热绝缘层4上直接沉积 金属层6。本实施例其余特征同实施例一 。实施例四如图2、图3、图11 图16所示，本实施例与实施例三的不同之处在于 所述LED裸芯片1为双电极芯片，所述衬底10为氧化铝(蓝宝石，A1203)衬底，所述P型外延层12、所述N型外延层11分别通过金属线43、 45焊接 在相邻的两个所述金属层6上。本实施例其余特征同实施例三。本发明的高导通电压正装LED集成芯片将若干个所述LED裸芯片1集 成在一个所述硅衬底2上，散热效果好、使用寿命长，提高了发光效率，成 本低，易于实现多芯片集成，耐高压性能好，尤其能耐220V或110V的交流 市电电压，为LED集成芯片的应用提供了广阔的前景；同理，采用本发明的 制造方法制造的高导通电压正装LED集成芯片具有上述优点，且该方法工艺 简便，产品质量好。本发明可广泛应用于LED集成芯片领域。
权利要求
1、一种高导通电压正装LED集成芯片，包括若干个LED裸芯片(1)和硅衬底(2)，所述LED裸芯片(1)包括衬底(10)和N型外延层(11)、P型外延层(12)，其特征在于所述硅衬底(2)的正面生成有导热绝缘层，所述导热绝缘层上沉积有金属层(6)，若干个所述LED裸芯片(1)正装在各所述金属层(6)上并通过所述金属层(6)相连接组成电路，所述金属层(6)引出阳极接点(80)和阴极接点(81)。
2、 根据权利要求1所述的高导通电压正装LED集成芯片，其特征在于所 述硅衬底(2)的正面向内扩散有一层N+扩散层(3)。
3、 根据权利要求1或2所述的高导通电压正装LED集成芯片，其特征在于 所述LED裸芯片(1)为单电极芯片，所述衬底(10)为砷化镓或碳化硅 衬底，所述衬底(10)用银桨或锡粘合在所述金属层(6)上，所述LED 裸芯片(1)的电极接点通过金属线(41)焊接在相邻的一个所述金属层(6)上。
4、 根据权利要求1或2所述的高导通电压正装LED集成芯片，其特征在于 所述LED裸芯片(1)为双电极芯片，所述衬底(10)为氧化铝衬底，所 述衬底(10)用银浆或锡粘合在所述金属层(6)上，所述P型外延层(12)、 所述N型外延层(11)分别通过金属线(43、 45)焊接在相邻的两个所述 金属层(6)上。
5、 根据权利要求1或2所述的高导通电压正装LED集成芯片，其特征在于 所述硅衬底(2)的背面还设有由一层或多层金属构成的散热层(7)。
6、 根据权利要求1或2所述的高导通电压正装LED集成芯片，其特征在于 所述导热绝缘层由二氧化硅层或氮化硅层或氮化硅层与二氧化硅层组合 构成。
7、 根据权利要求1或2所述的高导通电压正装LED集成芯片，其特征在于所述金属层(6)的外表面为反光面，所述硅衬底(2)为P型或N型， 所述金属层(6)为铝或铜或硅铝合金，若干个所述LED裸芯片(1)之 间串联或并联或串并联组合连接。
8、 一种用于制造权利要求1所述的高导通电压正装LED集成芯片的方法， 其特征在于包括以下步骤(a) 形成导热绝缘层将所述硅衬底(2)在氧化炉管内采用湿氧法热 氧化生长出厚度为3000 8000埃的二氧化硅层，即形成第一导热 绝缘层(4)，所述第一导热绝缘层(4)单独构成所述导热绝缘层； 或者，采用低压气相法在所述硅衬底(2)的正面沉积氮化硅或二 氧化硅或二者都沉积，形成厚度为2000 6000埃的氮化硅层或厚 度为3000 8000埃的二氧化硅层，或先形成400 8000埃的二氧 化硅层再形成厚度为1000 6000埃的氮化硅层，或先形成1000 6000埃的氮化硅层再形成厚度为1500 8000埃的二氧化硅层，即 形成第二导热绝缘层(5)，所述第二导热绝缘层(5)单独构成所 述导热绝缘层；或者，先将所述硅衬底(2)在氧化炉管内采用湿氧法热氧化生长 出厚度为400 8000埃的二氧化硅层，即形成第一导热绝缘层(4); 然后采用低压气相法在所述硅衬底(2)的正面沉积氮化硅或二氧 化硅，形成厚度为1000 6000埃的氮化硅层或厚度为1500 8000 埃的二氧化硅层，即形成第二导热绝缘层(5)，所述第一导热绝缘 层(4)与所述第二导热绝缘层(5)共同构成所述导热绝缘层；(b) 形成金属层以溅射或蒸镀的方法沉积金属层，然后在光刻机上利 用金属光刻掩模版进行光刻，再用湿法或干法蚀刻工艺对金属层进 行蚀刻，蚀刻后剩余的金属层与各所述LED裸芯片.(l)构成所述 金属层(6)及阳极接点(80)和阴极接点(81);(c) LED裸芯片封装将各所述LED裸芯片(1)的所述衬底(10)用银浆或锡粘合在所述金属层(6)上，再根据串并联的需要将连接所述LED裸芯片(1)的电极接点通过金属线(41)焊接在相邻的 一个所述金属层(6)上；或者，将所述LED裸芯片(1)的所述 衬底(10)用银浆或锡粘合在所述金属层(6)上，再将所述P型 外延层(12)、所述N型外延层(11)分别通过金属线(43、 45) 焊接在相邻的两个所述金属层(6)上。
9、 根据权利要求8所述的高导通电压正装LED集成芯片的制造方法，其特 征在于所述硅衬底(2)的正面向内扩散有一层N+扩散层(3)，在所述 步骤(a)之前还包括以下步骤(a0)形成N+扩散层在高温扩散炉管内对所述硅衬底(2)的正面掺杂 N型杂质磷，或者用离子注入法将杂质磷离子或砷离子注入所述硅 衬底(2)中再在高温下驱入，形成内阻为10 40Q/口的所述N+扩 散层(3)。
10、 根据权利要求8或9所述的高导通电压正装LED集成芯片的制造方法， 其特征在于所述硅衬底(2)的背面还有由一层或多层金属构成的散热 层(7)，在所述步骤(b)与所述步骤(c)之间还包括以下步骤(b')形成散热层先将所述硅衬底(2)的背面用研磨的方法减薄，再用金属溅射或蒸镀的方法沉积一层铝金属层或包含钛、镍、银材料的多层金属层于所述硅衬底(2)的背面，形成所述散热层(7)。
全文摘要
本发明公开了一种成本低、易于集成、散热效果好、耐高压性能好的高导通电压正装LED集成芯片及制造方法。该集成芯片包括若干个LED裸芯片(1)和硅衬底(2)，所述LED裸芯片(1)包括衬底(10)和N型外延层(11)、P型外延层(12)，所述硅衬底(2)的正面生成有导热绝缘层，所述导热绝缘层上沉积有金属层(6)，若干个所述LED裸芯片(1)正装在各所述金属层(6)上并通过所述金属层(6)相连接组成电路，所述金属层(6)引出阳极接点(80)和阴极接点(81)。该制造方法包括形成导热绝缘层、金属层及LED裸芯片封装的步骤。本发明可广泛应用于LED集成芯片领域。
文档编号H01L25/075GK101330080SQ200810029698
公开日2008年12月24日 申请日期2008年7月23日 优先权日2008年7月23日
发明者吴俊纬 申请人:广州南科集成电子有限公司