一種iii族半導體發光器件的倒裝結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本申請涉及半導體照明技術領域，具體地說，是涉及一種III族半導體發光器件 的倒裝結構。
【背景技術】
[0002] 傳統發光二極管采用正裝結構，一般透明導電層采用高穿透率的材料，如IT0、 AZ0…等，而電極一般采用Cr/Pt/Au等，然而在倒裝結構中，有源層激發的光直接從電極的 另一面襯底發出，所以對P型電極的要求變成覆蓋在整面P型氮化物半導體層的高反射材 料來當反射鏡結構，第一種是在P型氮化物半導體層上鍍高穿透率的透明電極再加上高反 射金屬，例如ITO/Ag等，另一種是在p型氮化物半導體層上直接鍍上高反射率的金屬同時 作為歐姆接觸層和反射鏡，例如Ag、A1等，不管選用哪一種方法，后面必須使用金屬保護層 (guardmetal)，覆蓋高反射材料，以避免不穩定，再蝕刻多個孔洞（vias)，結構示意圖如圖 1，整面覆蓋第一絕緣層，開孔存取n型氮化物半導體層及金屬保護層，再鍍P型接觸金屬與 N型接觸金屬，整面再覆蓋第二絕緣層，開孔存取P型接觸金屬與N型接觸金屬，最后鍍倒裝 P型電極和N型電極，由于蝕刻孔洞的精度要求比較高，所以工藝復雜，生產成本也較高。
【發明內容】
[0003] 為了解決在上述現有技術中出現的問題，本發明的目的是提供一種III族半導體 發光器件的倒裝結構。
[0004] 本發明提供了一種III族半導體發光器件的倒裝結構，該倒裝結構包括：襯底、緩 沖層、n型氮化物半導體層、有源層、P型氮化物半導體層、透明導電層、第一絕緣層結構、P 型接觸金屬、N型接觸金屬、第二絕緣層結構、倒裝P型電極以及倒裝N型電極，其中，自下 而上依次設置的襯底、緩沖層、n型氮化物半導體層、有源層和p型氮化物半導體層構成線 凸形臺面，其中，
[0005] 所述線凸形臺面包括：第一上表面、側表面和第二上表面，所述第一上表面和第二 上表面分別與所述側表面形成L形結構，所述線凸形臺面的第一上表面為p型氮化物半導 體層的上表面，所述線凸形臺面的第二上表面為所述n型氮化物半導體層的上表面；
[0006] 所述第一上表面的上方設有透明導電層；
[0007] 所述第一上表面、側表面、第二上表面和透明導電層的表面設有第一絕緣層結 構；
[0008] 所述P型接觸金屬的下端設置在所述第一絕緣層結構及透明導電層之間、或者位 于所述透明導電層上；
[0009] 所述N型接觸金屬的下端設置在所述第一絕緣層結構及所述第二上表面之間、或 者位于所述第二上表面上；
[0010] 所述第一絕緣層結構、P型接觸金屬與N型接觸金屬的上表面分別設有第二絕緣 層結構；
[0011] 所述P型倒裝電極的下端設置在所述P型接觸金屬及第二絕緣層結構的表面上；
[0012] 所述N型倒裝電極的下端設置在所述N型接觸金屬及第二絕緣層結構的表面上。
[0013] 優選地，所述倒裝結構還包括隔離槽，該隔離槽設置于所述倒裝結構的周圍，所述 隔離槽的表面設有所述第一絕緣層結構。
[0014] 優選地，所述第一絕緣層結構為單層氧化物絕緣層、多層氧化物絕緣層、布拉格反 射層-金屬層-單層氧化物絕緣層或布拉格反射層-金屬層-多層氧化物絕緣層。
[0015] 優選地，所述單層氧化物絕緣層的材料為三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鈦、五氧 化二鉭、五氧化二鈮、氮氧化硅以及氮化硅中的一種；
[0016] 所述多層氧化物絕緣層的材料為三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鈦、五氧化二鉭、 五氧化二鈮、氮氧化硅以及氮化硅中的至少兩種。
[0017] 優選地，所述單層氧化物絕緣層的厚度或所述多層氧化物絕緣層的每一層的厚度 為 30-2000nm。
[0018] 優選地，所述布拉格反射層的結構為二氧化硅與二氧化鈦組成的、或二氧化硅與 五氧化二鉭組成的、或二氧化硅與五氧化二鈮組成的，其中二氧化硅厚度為30-1000nm，二 氧化鈦厚度為10_200nm，五氧化二鉭厚度為10-200nm，五氧化二銀厚度為10-200nm〇
[0019] 優選地，所述布拉格反射層，進一步為，3. 5對的二氧化硅/二氧化鈦/二氧化硅/ 二氧化鈦/二氧化硅/二氧化鈦/二氧化硅、或3. 5對的二氧化硅/五氧化二鉭/二氧化 硅/五氧化二鉭/二氧化硅/五氧化二鉭/二氧化硅、或3. 5對的二氧化硅/五氧化二鈮 /二氧化硅/五氧化二鈮/二氧化硅/五氧化二鈮/二氧化硅。
[0020] 優選地，所述第一絕緣層結構為布拉格反射層-金屬層-單層氧化物絕緣層或布 拉格反射層-金屬層-多層氧化物絕緣層時，
[0021] 所述金屬層的下端設置在所述第一絕緣層結構的布拉格反射層的上表面上，和/ 或設置在所述第一絕緣層結構的單層氧化物絕緣層及多層氧化物絕緣層內。
[0022] 優選地，所述金屬層至少為銀、鋁、銀銦、鉑、鎳和鈦中的一種，其中，所述銀、鋁、銀 銦與鉑的厚度均為50-500nm，所述鎳與鈦厚度為0. 3-30nm。
[0023] 優選地，所述P型接觸金屬為整面金屬，該P型接觸金屬的下端設置在所述第一絕 緣層結構表面上及透明導電層上；
[0024] 所述N型接觸金屬為整面金屬，該N型接觸金屬的下端設置在所述第一絕緣層結 構表面上及所述第二上表面上。
[0025] 優選地，所述P型接觸金屬，包括：P型線電極和正裝P型焊盤，所述正裝P型焊盤 的下端設置在所述第一絕緣層結構表面上，所述P型線電極的下端設置在所述透明導電層 上、或者設置在所述第一絕緣層結構表面及透明導電層上；
[0026] 所述N型接觸金屬，包括：N型線電極和正裝N型焊盤，所述正裝N型焊盤的下端 設置在所述第一絕緣層結構表面上，所述N型線電極的下端設置在所述第二上表面上、或 者設置在所述第一絕緣層結構以及第二上表面上。
[0027] 優選地，所述P型接觸金屬，包括：P型線電極和P型連接金屬，所述P型線電極的 下端設置在所述透明導電層上、或者設置在所述第一絕緣層結構表面上及透明導電層上， 所述P型連接金屬的下端設置在所述第一絕緣層結構表面上；
[0028]所述N型接觸金屬，包括：N型線電極以及N型連接金屬，所述N型線電極的下端 設置在所述第二上表面上、或者設置在所述第一絕緣層結構以及第二上表面上，所述N型 連接金屬的下端設置在所述第一絕緣層結構表面上。
[0029] 優選地，所述P型接觸金屬與N型接觸金屬的結構為單層金屬層或多層金屬層，
[0030] 當所述P型接觸金屬與N型接觸金屬的結構為單層金屬層時，所述單層金屬層為 鋁、鈦、鉑、金、銠、鎢、鎳、銀、或銀銦中的一種，其中，所述單層金屬層的厚度為50-3000nm;
[0031]當所述P型接觸金屬與N型接觸金屬的結構為多層金屬層時，由內向外依次排 列為第一金屬層，中間金屬層，末端金屬層組成，其中，所述第一金屬層的材料為鎳、鈦、以 及鉻中的一種，所述中間金屬層的材料為鋁、鈦、鉻、鉑、金、銠、鎢、鎳、銀、或銀銦中的一種 或一種以上，所述未端金屬層的材料為鎳、鈦、以及鉻中的一種，其中，所述第一金屬層的 厚度為〇. 3-300nm、所述中間金屬層的每層厚度為10-3000nm、所述未端金屬層的厚度為 0? 3_300nm〇
[0032] 優選地，所述第二絕緣層結構的結構為單層氧化物絕緣層或多層氧化物絕緣層， 其中，單層氧化物絕緣層的材料為三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鈦、五氧化二鉭、五氧化二 鈮、氮氧化硅以及氮化硅中的一種；所述多層氧化物絕緣層的材料為三氧化二鋁、二氧化 硅、二氧化鈦、五氧化二鉭、五氧化二鈮、氮氧化硅以及氮化硅中至少兩種的組合，單層氧化 物絕緣層的厚度或所述多層氧化物絕緣層的每一層的厚度為30-2000nm。
[0033] 優選地，所述倒裝P型電極與倒裝N型電極，進一步為，由內向外依次排列的Ti 層、第二Ni層、Au層組成，或由內向外依次排列的中間Cr層、Pt層、Au層、第二Ni層、Pt層、 第二Ni層、AuSn層組成，或由內向外依次排列的第一Ni層、A1層、第二Ni層、Au層組成，或 由內向外依次排列的中間Cr層、Pt層、Au層組成，或由內向外依次排列的中間Cr層、第二 Ni層以及Au層組成，或由內向外依次排列的第一Ni層、A1層、中間Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由內向外依次排列的第一Ni層、A1層、中間Cr層、Pt層、Au層組成，或由內向外 依次排列的第一Ni層、A1層、第二Ni層、Pt層、Au層組成，或由內向外依次排列的第一Ni 層、A1層、Ti層、Pt層以及Au層組成，或由內向外依次排列的第一Cr層、A1層、中間Cr層、 Pt層、Au層組成，或由內向外依次排列的第一Cr層、A1層、Ni層、Pt層、Au層組成，其中， 所述第一Ni層的厚度為0? 4-3nm，第二Ni層的厚度為10-300nm，Ti層的厚度為10-300nm， A1層的厚度為50-300nm，Au層的厚度為20-3000nm，第一Cr層的厚度為0? 4-5nm，中間Cr 層的厚度為10_300nm，Pt層的厚度為10-300nm，AuSn層的厚度為1000-5000nm〇
[0034]與現有技術相比，本申請所述的III族半導體發光器件的倒裝結構，具有以下優 占.
[0035] (1)本發明的新結構一律采用線凸形臺面技術取代現有技術中的多個孔洞 (vias)技術。
[0036] (2)本發明新結構中，當使用第一絕緣層結構為布拉格反射層-金屬層-單層氧化 物絕緣層或布拉格反射層-金屬層-多層氧化物絕緣層來當反射鏡結構以及絕緣層，取代 倒裝的反射鏡結構設計以及第一絕緣層，也可以省略金屬保護層，而且傳統倒裝的臺面側 壁并沒有反射鏡結構，使用本發明臺面側壁是可以有反射鏡結構，如有制作隔離槽，隔離槽 也可以具有反射鏡結構。
[0037] (3)本發明的第一步驟可將透明導電層與線凸形臺面圖案一起制作，不但簡化了 一道制程，也解決了透明導電層與線凸形臺面圖案對準的問題。
[0038] (4)本發明新結構如使用第一絕緣層結構為單層或多層氧化物絕緣層，然后鍍P 型接觸金屬與N型接觸金屬，所述P型接觸金屬與N型接觸金屬包括P型線電極與N型線 電極以及正裝P型焊盤與N型焊盤，此結構圖2e就是正裝結構，可在此步驟可測出正裝的 光電特性，可利用此步驟推測倒裝的光電特性，如推測沒有達到倒裝的光電特性，可以在此 步驟可以以正裝出貨或返工。
[0039] (5)本發明新結構當使用第一絕緣層結構為布拉格反射層-金屬層-單層氧化物 絕緣層或布拉格反射層-金屬層-多層氧化物絕緣層，然后鍍P型接觸金屬與N型接觸金 屬，就可在此步驟測出倒裝的光電特性。
[0040] 當然，實施本申請的任一產品必不一定需要同時達到以上所述的所有技術效果。
【附圖說明】
[0041] 此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申 請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：
[0042]圖1是現有的III族氮化物半導體發光器件的倒裝結構示意圖；
[0043] 圖2a-圖2g本發明具有正裝P型焊盤與N型焊盤的倒裝LED芯片的制作流程結 構示意圖；
[0044] 圖3a-圖3b現有技術中多個孔洞（vias