專利名稱：一種提高芯片亮度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種提高芯片亮度的方法尤其涉及一種將芯片襯底表面粗糙化從而提高芯片亮度的方法。
背景技術：
所謂的發(fā)光二極管(LED)就是將具備直接能隙的半導體材料做成P/N二極管，在熱平衡的條件下，大部份的電子沒有足夠的能量躍升至導電帶。再施以順向徧壓，則電子會躍升至導電帶，而電子在原價鍵帶上的原位置即產生空穴。在適當的徧壓下，電子、空穴便會在P/N界面區(qū)域(P-N Juetion)結合而發(fā)光，電源的電流會不斷的補充電子和空穴給N型半導體和P型半導體，使得電子、空穴結合而發(fā)光得以持續(xù)進行。LED發(fā)光的原理是電子和空穴的結合，電子所帶的能量，以光的形式釋放出來，稱為自發(fā)放射。一般LED所放出的光便是屬于此種類型。
一般傳統的發(fā)光二極管LED制作方法是在襯底上外延成長單晶材料結構，通常是負型半導體材料、發(fā)光層與正型半導體材料，隨著材料與結構的不同，所發(fā)出的光顏色也有了變化，例如氮化鎵通常用于藍光與綠光的材料，而且襯底與材料結構有很大的差別，藍綠與紫光通常以絕緣的藍寶石為襯底外延銦鎵氮結構，而藍寶石不導電所以藍綠光制程較復雜，且正負電極都在正面，外延制程后還要經過電極的制作、負極區(qū)域的刻蝕、芯片表面的光刻與清洗、發(fā)光特性的檢測、減薄切割成1顆顆的芯片，所以一顆傳統的藍綠光芯片結構如圖1、2所示，可分成正極焊點1、透明電極2、正型氮化鎵3、發(fā)光層4、負型氮化鎵5、藍寶石襯底6、負極焊點7組成，由于藍寶石襯底6的散熱較差，以及發(fā)光層與導熱區(qū)距離較大，所以傳統的發(fā)光二極管芯片只能做小面積0.3m×0.3mm與低電流20毫安mA的應用。
隨著芯片制程能力不斷的提升，發(fā)光二極管要求的發(fā)光效率與亮度不斷的增加，傳統的制程已不敷未來的應用，散熱佳、發(fā)光效率高與高功率的發(fā)光二極管芯片已漸漸步出舞臺，倒裝焊工藝的發(fā)光二極管于是漸漸取代傳統的工藝成為大功率芯片的主流，大功率芯片外延的結構與傳統的發(fā)光二極管結構相同，但芯片制作工藝確不盡相同，如圖3所示，它將倒裝焊芯片8的襯底變?yōu)榘l(fā)光表面，電極與硅熱沉芯片9貼合，因此倒裝焊芯片8與硅基片9的熱沉區(qū)很接近，散熱效果增加，大電流驅動也不會有余熱，所以芯片面積可以加大1mm×1mm，也可以在大電流下使用300或500mA，進而達到1瓦的功率。但對于發(fā)光效率而言，由于倒裝焊芯片8的襯底很光滑，其全反射的光損失大約占30％左右，目前倒裝焊技術生產的芯片其發(fā)光效率最多只能到20至30流明/瓦，離照明還有一段距離。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種提高芯片外部發(fā)光效率的方法。
為實現以上目的，本發(fā)明的技術方案是提供一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片的電極與硅熱沉芯片貼合，其特征在于，將倒裝焊芯片的襯底表面粗糙化，其方法為用鉆石粉將倒裝焊芯片的襯底表面磨成粗糙。
一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片的電極與硅熱沉芯片貼合，其特征在于，將倒裝焊芯片的襯底表面粗糙化，其方法為首先在倒裝焊芯片的襯底表面貼一層四分之波長抗反射鍍膜；然后利用電感偶合式反應離子刻蝕機(ICP-RIE)使用反應離子化學刻蝕的方法將反應氣體刻蝕四分之波長抗反射鍍膜表面，達到表面粗糙化的效果或利用可刻蝕鍍膜層的化學試劑刻蝕四分之波長抗反射鍍膜表面，使四分之波長抗反射鍍膜粗糙化。
一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片的電極與硅熱沉芯片貼合，其特征在于，將倒裝焊芯片的襯底表面粗糙化，其方法為首先在倒裝焊芯片的襯底表面貼一層四分之波長抗反射鍍膜；然后用鉆石粉將四分之波長抗反射鍍膜磨成粗糙。
本發(fā)明采用鉆石粉使表面粗糙有助于降低全反射，而粗糙化后發(fā)光面積增加，從而使得出光亮度提高，使得發(fā)光效率提升30％左右，而另一個降低全反射增加出光效率的方法就是四分之波長抗反射鍍膜，鍍膜材料折射率需介于藍寶石與空氣之間，我們利用氧化銦錫ITO、二氧化硅SiO2或氮化硅Si3N4這些材料做抗反射鍍膜，可將出光效率再增加20％，而最后我們將兩種方法同時利用粗糙化加氧化銦錫ITO、二氧化硅SiO2或氮化硅Si3N4抗反射鍍膜，在500毫安的電流驅動下可以得到比一般倒裝焊芯片多出50％的光效率，結果說明倒裝焊制程可以同時利用這兩種方法增加出光效率，距離達到半導體照明產業(yè)化的目標又接進了一步。
本發(fā)明的優(yōu)點是比一般倒裝焊芯片多出50％的光效率。


圖1、2為傳統的藍綠光芯片結構示意圖；圖3為倒裝焊發(fā)光二極管結構示意圖；圖4為實施例1表面粗糙結構示意圖；圖5為實施例2表面粗糙結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1如圖4所示，為實施例1表面粗糙結構示意圖，一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片8的電極與硅熱沉芯片9貼合，將倒裝焊芯片8的襯底表面10粗糙化，其方法為用鉆石粉將倒裝焊芯片8的襯底表面10磨成粗糙。
實施例2如圖5所示，為實施例2表面粗糙結構示意圖，一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片8的電極與硅熱沉芯片9貼合，將倒裝焊芯片8的襯底表面10粗糙化，其方法為首先在倒裝焊芯片8的襯底表面10貼一層氧化銦錫ITO四分之波長抗反射鍍膜11，然后利用電感偶合式反應離子刻蝕機(ICP-RIE)使用反應離子化學刻蝕的方法將反應氣體刻蝕四分之波長抗反射鍍膜(11)表面，使四分之波長抗反射鍍膜11粗糙化，所述的反應氣體是氯氣、三氯化硼或甲烷。
實施例3利用化學試劑刻蝕四分之波長抗反射鍍膜(11)表面，使四分之波長抗反射鍍膜11粗糙化，所述的化學試劑是氫氟酸和鹽酸或硝酸，其他步驟與實施例2一樣。
實施例4在倒裝焊芯片8的襯底表面10貼一層二氧化硅SiO2四分之波長抗反射鍍膜11，其他步驟與實施例2一樣。
實施例4在倒裝焊芯片8的襯底表面9貼一層氮化硅Si3N4，四分之波長抗反射鍍膜11，其他步驟與實施例2一樣。
實施例5一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片8的電極與硅熱沉芯片9貼合，將倒裝焊芯片8的襯底表面10粗糙化，其方法為首先在倒裝焊芯片8的襯底表面10貼一層氧化銦錫ITO四分之波長抗反射鍍膜11，然后用鉆石粉將四分之波長抗反射鍍膜11磨成粗糙。
實施例6在倒裝焊芯片8的襯底表面10貼一層二氧化硅SiO2四分之波長抗反射鍍膜11，其他步驟與實施例5一樣。
實施例7在倒裝焊芯片8的襯底表面10貼一層氮化硅Si3N4四分之波長抗反射鍍膜11，其他步驟與實施例5一樣。
所述的四分之波長抗反射鍍膜11是折射率介于2.5藍寶石與1的空氣之間的所有材料。
權利要求
1.一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片(8)的電極與硅熱沉芯片(9)貼合，其特征在于，將倒裝焊芯片(8)的襯底表面(10)粗糙化，其方法為用鉆石粉將倒裝焊芯片(8)的襯底表面(10)磨成粗糙。
2.一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片(8)的電極與硅熱沉芯片(9)貼合，其特征在于，將倒裝焊芯片(8)的襯底表面(10)粗糙化，其方法為2.1首先在倒裝焊芯片(8)的襯底表面(10)貼一層四分之波長抗反射鍍膜(11)；2.2然后利用電感偶合式反應離子刻蝕機(ICP-RIE)使用反應離子化學刻蝕的方法將反應氣體刻蝕四分之波長抗反射鍍膜(11)表面。
3.根據權利要求2所述的一種提高芯片亮度的方法，其特征在于，所述的反應氣體是氯氣、三氯化硼或甲烷。
4.根據權利要求2所述的一種提高芯片亮度的方法，其特征在于，所述的方法為4.1首先在倒裝焊芯片(8)的襯底表面(10)貼一層四分之波長抗反射鍍膜(11)；4.2然后利用化學試劑刻蝕四分之波長抗反射鍍膜(11)表面。
5.根據權利要求4所述的一種提高芯片亮度的方法，其特征在于，所述的化學試劑是氫氟酸和鹽酸或硝酸。
6.一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片(8)的電極與硅熱沉芯片(9)貼合，其特征在于，將倒裝焊芯片(8)的襯底表面(10)粗糙化，其方法為6.1首先在倒裝焊芯片(8)的襯底表面(10)貼一層四分之波長抗反射鍍膜(11)；6.2然后用鉆石粉將四分之波長抗反射鍍膜(11)磨成粗糙。
7.根據權利要求2或3所述的一種提高芯片亮度的方法，其特征在于，所述的四分之波長抗反射鍍膜(11)是折射率介于2.5的藍寶石與1的空氣之間的所有材料。
8.根據權利要求2或3或4所述的一種提高芯片亮度的方法，其特征在于，所述的四分之波長抗反射鍍膜(11)是氧化銦錫ITO、二氧化硅SiO2或氮化硅Si3N4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高芯片亮度的方法，倒裝焊芯片的電極與硅熱沉芯片貼合，其特征在于，將倒裝焊芯片的襯底表面粗糙化，表面粗糙有助于降低全反射，而粗糙化后發(fā)光面積增加，從而使得出光亮度提高，使得發(fā)光效率提升30％左右，而另一個降低全反射增加出光效率的方法就是四分之波長抗反射鍍膜，鍍膜材料折射率需介于藍寶石與空氣之間，利用氧化銦錫ITO、二氧化硅SiO
文檔編號H01L33/00GK1889278SQ20051002718
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權日2005年6月28日
發(fā)明者馮雅清, 陳明法, 朱思遠 申請人:上海藍寶光電材料有限公司