CN102194928B - Led芯片制造方法 - Google Patents
Led芯片制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102194928B CN102194928B CN201010120611.1A CN201010120611A CN102194928B CN 102194928 B CN102194928 B CN 102194928B CN 201010120611 A CN201010120611 A CN 201010120611A CN 102194928 B CN102194928 B CN 102194928B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- etching
- led chip
- transparency electrode
- manufacture method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000001883 metal evaporation Methods 0.000 claims description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 abstract 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明提供一种LED芯片制造方法，其首先利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底上生长出GaN半导体层，并在GaN半导体层上蒸镀透明电极，接着在透明电极上制作刻蚀光罩以便对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP刻蚀，以便制作N电极，接着再对透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极，然后对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合，最后在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成低成本的LED芯片。
Description
技术领域
本发明涉及一种涉及发光二极管芯片制造领域，尤其涉及一种LED芯片的制造方法。
背景技术
半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制高点之一。
目前LED芯片的常规制备方法是利用金属有机化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上生长出GaN半导体层，该GaN半导体层包括N-GaN层、量子阱层及P-GaN层；当GaN半导体层制备完成之后再蒸镀透明电极，然后根据需要制作好所需图形的刻蚀光罩（光罩是指在制作芯片的过程中，利用光蚀刻技术，在半导体结构上形成图型，为将图型复制于晶圆上，必须透过光罩作用原理）后进行透明电极蚀刻、再采用ICP刻蚀设备将部分GaN半导体层刻蚀至N-GaN层，如图1A所示；然后根据需要制作透明电极光罩，进行透明电极蚀刻以形成所需图形的透明电极，如图1B所示；透明电极熔合后进行N/P光罩，然后采用常规工艺进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，之后进行金属熔合，如图1C所示；最后沉积钝化SiO2层，进行开双孔光罩后进行SiO2蚀刻，形成如图1D所示结构。
由上描述可见，现有LED芯片制造方法需要制作四道光罩作业，即：刻蚀光罩（为进行ICP刻蚀）、透明电极光罩（为进行透明电极蚀刻）、N/P光罩（为进行P电极和N电极的制作）及开双孔光罩（对钝化SiO2层进行蚀刻），如此导致现有的制备方法成本较高，为降低LED芯片的制备成本，所以需要提供一种新的LED芯片制造方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED芯片制造方法，以降低制备成本。
为了达到上述目的，本发明提供的LED芯片制造方法，包括步骤：1）利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底上生长出GaN半导体层，并在GaN半导体层上蒸镀透明电极，其中，所述GaN半导体层包括N-GaN层、量子阱及P-GaN层；2）在透明电极上制作刻蚀光罩后，再对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP刻蚀，以便制作N电极；3）再次对所述透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极；4）对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合；5）在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成LED芯片。
其中，所述半导体衬底可为蓝宝石衬底；所述透明电极可为透明导电薄膜，其厚度在 
所述ICP刻蚀的深度可为
所述金属蒸镀为先镀Cr，再镀Pt，最后镀Au；或者先镀Cr，后镀Au；或者先镀Ti，再镀Al，再镀Ti，最后镀Au。所述钝化层材料可为SiO2，钝化层厚度为
综上所述，本发明的LED芯片制造方法通过一次性制作出可进行ICP刻蚀和透明电极蚀刻的刻蚀光罩，相对于现有需要制作4道光罩，本发明的方法仅需要3道，节约了25%的光罩制作成本，大大降低了LED芯片的制备成本，同时其形成的LED芯片的散热和稳定性都有所改善。
附图说明
图1A-1D为现有LED芯片制备过程的芯片结构示意图。
图2A-2D为本发明的LED芯片制备过程的芯片结构示意图。
具体实施方式
以下将通过具体实施例来对本发明的LED芯片制造方法进行详细说明。
请参见图2A至2D，本发明的LED芯片制造方法主要包括以下步骤：
首先，利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底（如蓝宝石衬底）上生长出GaN半导体层，并在生长的所述GaN半导体层上蒸镀透明电极，其中，所述GaN半导体层包括N-GaN层、量子阱及P-GaN层。在本实施例中，透明电极为ITO，其厚度为
接着，在透明电极上制作刻蚀光罩后，再对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP刻蚀，以便制作N电极。在本实施例中，制作好刻蚀光罩后，先对透明电极进行透明电极蚀刻2.5min、再对该部分进行ICP刻蚀
如图2A所示。
接着，对所述透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极，其中，所述光阻即为前述步骤中的刻蚀光罩。在本实施例中，对透明电极进行二次透明电极蚀刻1.25min、去光阻，如图2B所示。
接着，对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合，如图2C所示，此过程与现有技术类似，故在此不再详述。在本实施例中，金属蒸镀的材料为Cr/Pt/Au。此外，金属蒸镀的材料也可为Cr/Au，还可采用Ti/Al/Ti/Au等。
最后，在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成LED芯片，其中所述钝化层材料可为SiO2等。在本实施例中，沉积的SiO2钝化层厚度为
进行开双孔光罩、SiO2蚀刻1min，如图2D所示。
由于二次透明电极蚀刻在ICP刻蚀后进行，由此可以去除ICP刻蚀后台阶残留的Ga、In、Sn等离子，有利于改善LED芯片的稳定性。
本发明制备出的LED芯片与现有制备方法制备出的LED芯片的光电参数对比，如下表所示：
| 测试项目 | 本发明的LED芯片(13*12mil) | 现有LED芯片(13*12mil) |
| 电压VF(V，20mA) | 3.15 | 3.19 |
| 波长WLD(nm，20mA) | 459.5 | 460.0 |
| 亮度LOP(mcd，20mA) | 50.1 | 49.6 |
| 漏电IR(散0.1uA，-8V) | 94％ | 93％ |
| 光功率mW(20mA) | 4.38 | 4.23 |
| 寿命测试(3OmA，168Hr) | 87％ | 87％ |
由上表可看出，本发明的LED芯片与现有LED芯片相比，VF低0.04V（说明电流扩展好，有利于芯片的散热和稳定性），其他参数相当。另外，现有LED芯片的透明电极没有连续分布在P-GaN上，电流易集中在P电极与透明电极的交界处，点亮后易死灯；但本发明的LED芯片的透明电极连续分布在P-GaN上、电流扩展均匀、芯片稳定性较好。
综上所述，本发明的LED芯片制造方法通过一次性形成可进行ICP刻蚀和透明电极蚀刻的刻蚀光罩，由此可有效降低LED芯片的制备成本；同时在ICP刻蚀后进行二次透明电极蚀刻，可去除ICP刻蚀后台阶残留的Ga、In、Sn等离子，另外LED芯片的透明电极连续分布在P-GaN上、电流扩展均匀，有利于改善LED芯片的稳定性。
上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (7)
1.一种LED芯片制造方法，其特征在于包括步骤：
1）利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底或蓝宝石衬底上生长出GaN半导体层，并在GaN半导体层上蒸镀透明电极，其中，所述GaN半导体层包括N-GaN层、量子阱及P-GaN层；
2）在透明电极上制作刻蚀光罩后，再对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP刻蚀，以便制作N电极；
3）再次对所述透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极，其中，所述光阻即为步骤2）中的刻蚀光罩；
4）对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合；
5）在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成LED芯片。
2.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于：所述透明电极为透明导电薄膜。
3.如权利要求2所述的LED芯片制造方法，其特征在于：所述透明导电薄膜的材料为ITO或Ni和Au形成的合金。
4.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于：所述透明电极的厚度为500－4000
5.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于：所述ICP刻蚀的深度为8000－20000
6.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于：所述金属蒸镀为先镀Cr，再镀Pt，最后镀Au；或者先镀Cr，后镀Au；或者先镀Ti，再镀Al，再镀Ti，最后镀Au。
7.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于：所述钝化层材料为SiO2，钝化层厚度为500－4000
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010120611.1A CN102194928B (zh) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Led芯片制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010120611.1A CN102194928B (zh) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Led芯片制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102194928A CN102194928A (zh) | 2011-09-21 |
| CN102194928B true CN102194928B (zh) | 2014-04-30 |
Family
ID=44602678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010120611.1A Expired - Fee Related CN102194928B (zh) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Led芯片制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102194928B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102664225A (zh) * | 2012-04-18 | 2012-09-12 | 浙江大学 | 一种发光二极管及其制备方法 |
| CN108011003A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-05-08 | 南昌凯迅光电有限公司 | 一种led芯片的光刻结构制作方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101123293A (zh) * | 2007-09-04 | 2008-02-13 | 普光科技（广州）有限公司 | 氮化镓基发光二极管p、n型层欧姆接触电极及其制法 |
| CN101567414A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-10-28 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种发光二极管芯片及其制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4034208B2 (ja) * | 2003-02-25 | 2008-01-16 | ローム株式会社 | 透明電極 |
-
2010
- 2010-03-09 CN CN201010120611.1A patent/CN102194928B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101123293A (zh) * | 2007-09-04 | 2008-02-13 | 普光科技（广州）有限公司 | 氮化镓基发光二极管p、n型层欧姆接触电极及其制法 |
| CN101567414A (zh) * | 2009-06-04 | 2009-10-28 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种发光二极管芯片及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102194928A (zh) | 2011-09-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101702419B (zh) | 一种GaN基LED芯片结构中p-GaN层或ITO层的表面粗化方法 | |
| CN101969092B (zh) | 垂直结构金属衬底准光子晶体hb-led芯片及其制造方法 | |
| CN100524865C (zh) | 制作光子晶体结构GaN基发光二极管的方法 | |
| CN101908505B (zh) | 一种发光二极管芯片的制造方法 | |
| CN103325913A (zh) | 具有复合透明导电层的发光二极管及其制备方法 | |
| CN103022277A (zh) | 一种采用图形化衬底的发光二极管的制备方法 | |
| CN104218134B (zh) | 一种具有特殊粗化形貌的led垂直芯片结构及其制备方法 | |
| CN106206903A (zh) | 一种具有高可靠性反射电极结构的led芯片的制作方法 | |
| CN101771119B (zh) | 一种氧化锌基透明电极发光二极管及其制作方法 | |
| CN102024898B (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| CN102169943A (zh) | Ito/氧化锌基复合透明电极发光二极管及其制备方法 | |
| CN102394264A (zh) | 增强ZnO基发光二极管紫光电致发光性能的方法 | |
| CN103700735A (zh) | 一种发光二极管及其制造方法 | |
| CN102194928B (zh) | Led芯片制造方法 | |
| CN105006507A (zh) | GaAs基发光二极管芯片上P电极的制备方法 | |
| CN101345280A (zh) | 一种GaN基发光二极管及其制造方法 | |
| CN103700749A (zh) | 一种发光二极管及其制作方法 | |
| CN103035787A (zh) | 一种高亮度led芯片及其制造方法 | |
| CN103137795A (zh) | 一种GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法 | |
| CN208938998U (zh) | 一种提高光提取效率的深紫外发光二极管芯片 | |
| CN101777616A (zh) | 氧化锌基透明电极发光二极管及其制作方法 | |
| CN102544269A (zh) | 侧壁具有微柱透镜阵列图案的led芯片的制造方法 | |
| CN107731971B (zh) | 一种基于光子晶体的垂直结构led芯片及其制备方法 | |
| CN100375304C (zh) | 高提取效率的半导体发光二极管结构及其制备方法 | |
| JP2013539918A (ja) | Ｌｅｄチップの製造方法、ｌｅｄチップ及びｌｅｄ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140430 |