專利名稱：硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管芯片及其制造方法。
背景技術(shù)：
采用襯底剝離的方法制備GaN基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管是目前最常用的方法。這種方法需要將一塊基板 與外延片鍵合在一起，然后去除外延生長所用的襯底。在鍵合面上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)縫隙、氣泡等缺陷，再加上 GaN外延層本身又薄又脆，因此對(duì)后續(xù)的芯片制造，包括劃片、分選、翻膜、封裝等工序帶來很多困難， 經(jīng)常出現(xiàn)芯片裂或者碎的情況，嚴(yán)重影響芯片制造的良品率。而且由于GaN本身的材料特性，即使不采用 剝離技術(shù)制備的芯片也在分選、封裝的過程種出現(xiàn)裂紋或者碎片的情況，同樣也影響了芯片制造的良品率。 更為嚴(yán)重的是，又很多有裂紋的芯片無法有效的將其分選出來，這些有裂紋的芯片在使用的過程種往往出 現(xiàn)漏電、死燈的情況，嚴(yán)重影響了器件的可靠性。
在本申請人提出的PCT/CN2008/001496的專利申請中提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具 有一層硅膠保護(hù)層。采用的硅膠具有透光性好、具有較好的強(qiáng)度。而且有一定的彈性。因此在芯片劃片、 分選、翻膜以及封裝的過程中，對(duì)芯片有很好的保護(hù)作用。而且在封裝的過程中，由于硅膠的彈性，很好 的避免了GaN與環(huán)氧樹脂之間的應(yīng)力，而且其散熱以及抗電擊穿性能均優(yōu)越于環(huán)氧樹脂。總之，這種結(jié)構(gòu) 可以保護(hù)芯片避免在芯片制造以及封裝過程中外界因素的破壞，大大的提高了芯片的良品率和可靠性。此 種結(jié)構(gòu)同樣適用與同測電極的芯片。
這種結(jié)構(gòu)雖然對(duì)于芯片具有保護(hù)作用，但用以上方法所制造的芯片，表面具有一層硅膠，而硅膠具有 較大的粘性，因此在劃片、翻膜、分選以及封裝等過程中出現(xiàn)硅膠與其它工件黏附的現(xiàn)象。硅膠與其余工 件黏附在一起后，在分離的過程中會(huì)造成硅膠的破損，給芯片的外觀造成嚴(yán)重影響，另外黏附的現(xiàn)象給分 選和封裝也會(huì)造成影響，出現(xiàn)分選過程中芯片粘在吸嘴上無法取下的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了分選的效率。在自 動(dòng)封裝過程也存在同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題為提供一種硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片，使在生產(chǎn)過程中可以避免 或減少出現(xiàn)粘片、堵塞吸嘴等現(xiàn)象，從而提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供制造上述硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片的方法，使在LED芯 片的生產(chǎn)過程中可以避免或減少出現(xiàn)粘片、堵塞吸嘴等現(xiàn)象，從而提高生產(chǎn)效率。
為了解決本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明采用的該硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片，包括襯底以及在襯 底上形成的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成有硅膠層，在所述硅膠層表面還形成有用于 防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜。本發(fā)明的所述用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜是由一層或多層 材料構(gòu)成。所述用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜最好為透明、絕緣、折射率為1.2 2.0的薄膜。
本發(fā)明的優(yōu)選方案為所述用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜包括Si02或SiNx材料。
本發(fā)明的優(yōu)選方案為所述用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜厚度在0.01微米到100微米。
為了解決本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法，包括在 硅襯底上形成多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；在所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成覆蓋的硅膠層；在所述硅膠層的表面 上形成有一層用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜。
本發(fā)明所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法的改進(jìn)方案為所述用于防止硅膠層與其它工件黏 附的薄膜是通過等離子體對(duì)于硅膠層進(jìn)行處理而得到。
本發(fā)明所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法的優(yōu)選方案為所述用于防止硅膠層與其它工件黏 附的薄膜采用NH3等離子氣體進(jìn)行處理，處理時(shí)間為1一20分鐘，溫度為室溫到280'C，壓力為200MTorr 一2000MTorr。
本發(fā)明所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法的優(yōu)選方案為所述用于防止硅膠層與其它工件黏 附的薄膜形成方法包括以下方法的任一種濺射、蒸發(fā)、電鍍、化學(xué)鍍、涂層、噴射或印刷。
本發(fā)明所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法的優(yōu)選方案為所述等離子體為NH3、 N2或02的
3氣體。
本發(fā)明的有益效果如下
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明形成在硅膠層表面上的用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜可以很大程度的 降低硅膠的黏性，使得芯片在劃片、翻膜、分選以及封裝等過程中的黏附問題得到了有效的解決。


圖1水平結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管芯片形成有硅膠層和用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜的剖面結(jié)構(gòu)示 意圖。
圖2垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管芯片形成有硅膠層和用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜的剖面結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片及其制造方法。 實(shí)施例一
參看圖1所示，芯片結(jié)構(gòu)為水平結(jié)構(gòu)。襯底8為生長襯底。在襯底8上的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，由下至上 依次為N型層4、發(fā)光層3和P型層2，在N型層4上有N電極7，在P型層上有P電極2，在多層半導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)的表面形成有硅膠層5。 P電極4和N電極2露出硅膠層的外面，以供焊接電極引線。在硅膠層5 的表面形成有用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜6。
本實(shí)施例的制作過程如下
首先通過MOCVD生長和芯片工藝在生長襯底上形成多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，制成進(jìn)一步加工的初級(jí)芯片。 然后在芯片上以500r/min速度涂膠10秒，用熱板U(TC烘烤120s，光刻板掩膜，以1000mJ/cn^紫外光進(jìn) 行曝光，紫外曝光后在150°C下烘烤180s，用NRD (負(fù)性顯影液)顯影120s，在負(fù)膠漂洗液中漂洗120s， 在15(TC的溫度下固化120min后獲得平均厚度為5-10微米的硅膠保護(hù)層。然后涂掩膜膠，將掩膜膠進(jìn)行 光亥IJ，使需要刻蝕的硅膠暴露出來，進(jìn)行ICP刻蝕，去除掩膜膠，最終即可獲得圖2所示的芯片結(jié)構(gòu)。以 上采用的是DOW CORNING 5351系列可光刻硅膠。
在完成硅膠的制造后，將芯片放入等離子體增強(qiáng)型化學(xué)氣相淀積設(shè)備PECVD中，通入NH3氣，并用 NH3等離子氣體進(jìn)行處理，處理時(shí)間可以控制在2-10分鐘，溫度可以控制在室溫到28(TC之間，壓力在 200MTorr-2000MTorr之間。通過以上的處理，硅膠表面形成一層很薄的SiNx膜，從而降低了硅膠的黏性， 使得芯片在劃片、翻膜、分選以及封裝等過程中的黏附問題得到了有效的解決。
實(shí)施例二
參看圖2所示，芯片結(jié)構(gòu)為垂直結(jié)構(gòu)。襯底8為轉(zhuǎn)移襯底，該結(jié)構(gòu)為經(jīng)過倒裝焊的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)又下 至上依次為P電極2、襯底8、過度層9、 P型層l、發(fā)光層3、 N型層4和N電極7。在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 的表面形成有硅膠層5。 N電極2露出硅膠層的外面，以供焊接電極引線。在硅膠層5的表面形成有用于 防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜6。
本實(shí)施例的制作過程如下
首先通過MOCVD生長和芯片工藝形成如圖2所示的初級(jí)芯片，然后在初級(jí)芯片上以3000r/min速度 涂膠30秒，用熱板ll(TC烘烤120s，光刻板掩膜，以1000mJ/cn^紫外光進(jìn)行曝光，紫外曝光后在150°C 下烘烤180s,用NRD (負(fù)性顯影液)顯影120s，在負(fù)膠漂洗液漂洗120s,在150'C的溫度下固化120min 后獲得平均厚度為5-10 y m的硅膠保護(hù)膜。以上采用的是DOW CORNING 5351系列可光刻硅膠。
在完成硅膠的制造后，用磁控濺射的方法在硅膠表面沉積一層Si02防粘薄膜，然后涂掩膜膠，將掩膜 膠進(jìn)行光刻，使需要刻蝕的硅膠暴露出來，進(jìn)行RIE刻蝕，去除掩膜膠，最終即可獲得圖2所示的芯片結(jié) 構(gòu)。通過以上的處理，硅膠表面形成一層很薄的Si02膜，從而降低了硅膠的黏性，使得芯片在劃片、翻膜、 分選以及封裝等過程中的黏附問題得到了有效的解決。
權(quán)利要求
1、一種硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片，包括襯底以及在襯底上形成的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成有硅膠層，其特征在于在所述硅膠層表面還形成有用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜。
2、 如權(quán)利要求1所述的硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片，其特征在于所述用于防止硅膠層與其它工件黏 附的薄膜是由 一層或多層材料構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片，其特征在于所述用于防止硅膠層與其它工件 黏附的薄膜為透明、絕緣、折射率為1.2 2.0的薄膜。
4、 如權(quán)利要求1所述的硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片，其特征在于所述用于防止硅膠層與其它工件黏 附的薄膜包括Si02或SiNx材料。
5、 如權(quán)利要求1所述的硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片，其特征在于所述用于防止硅膠層與其它工件黏 附的薄膜厚度在0.01微米到100微米。
6、 一種制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法，包括在硅襯底上形成多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；在所述多層半 導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成覆蓋的硅膠層；其特征在于所述方法還包括在所述硅膠層的表面上形成有一層用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜。
7、 如權(quán)利要求6所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法，其特征在于所述用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜是通過等離子體對(duì)于硅膠層進(jìn)行處理而得到。
8、 如權(quán)利要求7所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法，其特征在于所述用于防止硅膠層與其 它工件黏附的薄膜采用NH3等離子氣體進(jìn)行處理，處理時(shí)間為1一20分鐘，溫度為室溫到280'C，壓力為 200MTorr一2000MTorr。
9、 如權(quán)利要求6所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法，其特征在于所述用于防止硅膠層與其 它工件黏附的薄膜形成方法包括以下方法的任一種濺射、蒸發(fā)、電鍍、化學(xué)鍍、涂層、噴射或印刷。
10、 如權(quán)利要求7所述的制備硅膠保護(hù)發(fā)光二極管芯片的方法，其特征在于所述等離子體為NH3、 N2或Cb的氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片及其制造方法。本發(fā)明使在生產(chǎn)過程中可以避免或減少出現(xiàn)粘片、堵塞吸嘴等現(xiàn)象，從而提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明采用的該硅膠保護(hù)的發(fā)光二極管芯片包括襯底以及在襯底上形成的多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成有硅膠層，在所述硅膠層表面還形成有用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜。本發(fā)明提出的方法包括在硅襯底上形成多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；在所述多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成覆蓋的硅膠層；在所述硅膠層的表面上形成有一層用于防止硅膠層與其它工件黏附的薄膜。本發(fā)明可以使得芯片在劃片、翻膜、分選以及封裝等過程中的黏附問題得到了有效的解決。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101488553SQ20091011491
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者劉軍林, 江風(fēng)益, 立 王, 章少華 申請人:晶能光電(江西)有限公司