倒裝LED芯片的制作工藝

倒裝LED圓片制程工藝

倒裝芯片與正裝芯片的圓片制作過程大致相同,都需要在外延層上進行刻蝕,露出下層的N型GaN;然后在P和N極上分別制作出歐姆接觸電極,再在芯片表面制作鈍化保護層,最后制作焊接用的金屬焊盤,其制作流程如圖5所示。

與正裝芯片相比,倒裝芯片需要制作成電極朝下的結構。這種特殊的結構,使得倒裝芯片在一些工藝步驟上有特殊的需求,如歐姆接觸層必須具有高反射率,使得射向芯片電極表面的光能夠盡量多的反射回藍寶石的一面,以保證良好的出光效率。

倒裝芯片的版圖也需要根據電流的均勻分布,做最優化的設計。由于圓片制作工藝中,GaN刻蝕(Mesa刻蝕)、N型接觸層制作、鈍化層制作、焊接金屬PAD制作都與正裝芯片基本相同,這里就不詳細講述了,下面重點針對倒裝芯片特殊工藝進行簡單的說明。

在LED芯片的制作過程中,歐姆接觸層的工藝是芯片生產的核心,對倒裝芯片來說尤為重要。歐姆接觸層既有傳統的肩負起電性連接的功能,也作為反光層的作用,如圖9所示。

在P型歐姆接觸層的制作工藝中,要選擇合適的歐姆接觸材料,既要保證與P型GaN接觸電阻要小,又要保證超高的反射率。此外,金屬層厚度和退火工藝對歐姆接觸特性和反射率的影響非常大,此工藝至關重要,其關系到整個LED的光效、電壓等重要技術參數,是倒裝LED芯片工藝中最重要的一環。

目前這層歐姆接觸層一般都是用銀(Ag)或者銀的合金材料來制作,在合適的工藝條件下,可以獲得穩定的高性能的歐姆接觸,同時能夠保證歐姆接觸層的反射率超過95%。

倒裝LED芯片后段制程

與正裝LED芯片一樣,圓片工藝制程后,還包括芯片后段的工藝制程,其工藝流程如圖7所示,主要包括研磨、拋光、切割、劈裂、測試和分類等工序。這里工序中,唯一有不同的是測試工序,其它工序基本與正裝芯片完全相同,這里不再贅述。

倒裝芯片由于出光面與電極面在不同方向,因此在切割后的芯片點測時,探針在LED正面電極上扎針測量時,LED的光是從背面發出。要測試LED的光特性(波長、亮度、半波寬等),必須從探針臺的下面收光。

因此倒裝芯片的點測機臺與正裝點測機臺不同,測光裝置(探頭或積分球)必須放在探針和芯片的下面,而且芯片的載臺必須是透光的,才能對光特性進行測試。

所以,倒裝芯片的點測機臺需要特殊制造或改造。

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