CN102306692A - Led的制程方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED的制程方法，涉及LED制程领域，为解决现有技术中LED的制程工艺比较复杂的技术问题而发明。所述方法包括：获取外延片；对所述外延片进行处理，分别在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N区极的图形、LED的电流阻挡层图形、LED的透明导电层图形；对处理后的所述外延片进行保护层黄光制程，在所述外延片上生成LED的焊盘图形和保护层图形。本发明能够减少LED的制造工序。

Description

LED的制程方法

技术领域

本发明涉及LED制程领域，特别是指一种LED的制程方法。

背景技术

目前高功率发光二极管LED的制程为五道制程，制造流程如下所述：

EPI wafer(LED外延片)→mesa黄光(定义LED平台)→ICP dryetching(等离子干蚀刻)→Remove PR(去除光阻)→SiO2 hard maskdeposition(二氧化硅沉积做硬式阻挡层)→laser half cutting(镭射切割)→SWE(侧壁蚀刻)→Remove hard mask(去除二氧化硅硬式阻挡层)→CBL(SiO2)deposition(电流阻挡层二氧化硅沉积)→CBL黄光(定义电流阻挡层二氧化硅黄光图形)→CBL wet etching(电流阻挡层湿式蚀刻)→Remove PR(去光阻)→ITO deposition(透明导电层沉积)→ITO黄光(定义透明导电层图形)→ITOwet etching(透明导电层湿式蚀刻)→Remove PR(去除光阻)→RTP(快速热退火)→NP黄光(定义电极图形)→metal deposition(Pad)(金属电极沉积)→liftoff(剥离不需要金属部分)→Remove PR(去除光阻)→PAD annealing(电极退火)→Preservation deposition(SiO2)(二氧化硅保护层沉积)→Preservation黄光(定义保护层图形)→SiO2 wet etching(二氧化硅保护层湿式蚀刻)→RemovePR(去除光阻)。

可以看出，目前LED使用五道制程，制程工时比较长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种LED的制程方法，减少了LED的制程工序，从而减少了制程工时。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一种LED的制程方法，包括：

获取外延片；

对所述外延片进行处理，分别在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N区极的图形、LED的电流阻挡层图形、LED的透明导电层图形；

对处理后的所述外延片进行保护层黄光制程，在所述外延片上生成LED的焊盘图形和保护层图形。

在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N区极的图形为通过对所述外延片进行平台黄光制程的步骤而生成的；

在所述外延片上生成LED的电流阻挡层图形为通过对经所述平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程的步骤而生成的；

在所述外延片上生成LED的透明导电层图形为通过对经所述电流阻挡层黄光制程后的所述外延片进行透明导电层黄光制程的步骤而生成的。

所述对所述外延片进行平台黄光制程的步骤包括：

对所述外延片进行平台黄光处理，以定义出所需蚀刻的区域；

对经所述平台黄光处理后的所述外延片进行蚀刻，蚀刻到所述外延片的N型氮化镓层，以定义LED的P极的图形与N极的图形；

去除所述外延片上进行平台黄光处理时涂覆的光阻。

所述对平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程的步骤包括：

在经平台黄光制程的所述外延片上沉积电流阻挡层；

对沉积电流阻挡层的所述外延片进行电流阻挡层黄光处理，以定义出LED的电流阻挡层图形；

对经电流阻挡层黄光处理的所述外延片进行电流阻挡层的蚀刻，以蚀刻未被光阻保护的区域；

去除所述外延片上进行电流阻挡层黄光处理时涂覆的光阻。

所述对平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程的步骤之前，所述方法还包括：在经所述平台黄光制程的所述外延片上沉积硬式阻挡层；对沉积硬式阻挡层的所述外延片进行半切后，再进行侧壁蚀刻；对经侧壁蚀刻后的所述外延片进行去除硬式阻挡层的处理；

所述在经平台黄光制程的所述外延片上沉积电流阻挡层的步骤具体为：在去除硬式阻挡层的所述外延片上沉积电流阻挡层。

所述对经所述电流阻挡层黄光制程后的所述外延片进行透明导电层黄光制程的步骤包括：

在经所述电流阻挡层黄光制程的所述外延片上沉积透明导电层；

对沉积透明导电层的所述外延片进行透明导电层黄光处理，以定义出透明导电层图形；

对经透明导电层黄光处理的所述外延片进行透明导电层的蚀刻，以蚀刻未被光阻保护的区域；

去除所述外延片上进行透明导电层黄光处理时涂覆的光阻。

所述去除所述外延片上进行透明导电层黄光处理时涂覆的光阻的步骤之后，所述方法还包括：

对去除透明导电层黄光处理时涂覆的光阻的所述外延片进行透明导电层退火处理。

所述对处理后的所述外延片进行保护层黄光制程，在所述外延片上生成LED的焊盘图形和保护层图形的步骤包括：

在经所述透明导电层黄光制程的所述外延片上沉积保护层；

对沉积保护层的所述外延片进行保护层黄光处理，以定义保护层图形；

对经保护层黄光处理的所述外延片进行蚀刻，以去除待定义焊盘的位置处的保护层；

对进行蚀刻处理的所述外延片进行焊盘蒸镀金属处理；

对经焊盘蒸镀金属处理的所述外延片进行剥离处理；

去除所述外延片上进行保护层黄光处理时涂覆的光阻。

所述去除所述外延片上进行保护层黄光处理时涂覆的光阻的步骤之后，所述方法还包括：

对去除保护层黄光处理时涂覆的光阻的所述外延片进行焊盘合金处理。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，LED的焊盘图形和保护层图形由一道黄光处理生成，因此，减少了LED的制程工序，从而减少了制程工时。

附图说明

图1为本发明所述的一种LED的制程方法的一实施例的流程示意图；

图2为本发明所述的一种LED的制程方法的另一实施例的流程示意图；

图3-1至3-19为图2所述的LED的制程方法在各个流程时的外延片的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本申请中，黄光制程的原理为：通过对涂覆在基板的光敏性物质(又称为光刻胶或光阻)，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后进行蚀刻并最终获得永久性的图形。

如图1所示，为本发明所述的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)的制程方法的一实施例，包括：

步骤11，获取外延片；

步骤12，对所述外延片进行处理，分别在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N区极的图形、LED的电流阻挡层图形、LED的透明导电层图形；

步骤13，对处理后的所述外延片进行保护层(Preservation)黄光制程，在所述外延片上生成LED的焊盘图形和保护层图形。

其中，在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N区极的图形为通过对所述外延片进行平台黄光制程的步骤而生成的；

在所述外延片上生成LED的电流阻挡层(CBL，Current blocking layer)图形为通过对经所述平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程的步骤而生成的；

在所述外延片上生成LED的透明导电层(TCL，Transparent ConductingLayer)图形为通过对经所述电流阻挡层黄光制程后的所述外延片进行透明导电层黄光制程的步骤而生成的。

如图2所示，为本发明所述的LED的制程方法的另一实施例。图3-1至3-19为图2所述的LED的制程方法在各个处理流程时的外延片的结构示意图。以下结合图2、3-1至3-19具体描述本发明的实施例。

所述方法包括：

步骤21，获取外延片；如图3-1所示，外延片的结构例如可以是从下到上依次为：衬底31(蓝宝石基板Sapphire)、设置在衬底上的N型氮化镓层(N-GaN)32、P型氮化镓层(P-GaN)33、多量子阱(QW)34。

步骤22，对所述外延片进行平台(Mesa)黄光制程，在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N区极的图形；

步骤23，对经所述平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程，在所述外延片上生成LED的电流阻挡层图形；

步骤24，对经所述电流阻挡层黄光制程后的所述外延片进行透明导电层黄光制程，在所述外延片上生成LED的透明导电层图形。

步骤25，对经所述透明导电层黄光制程后的所述外延片进行保护层(Preservation)黄光制程，在所述外延片上生成LED的焊盘图形和保护层图形。

其中，步骤22包括：

步骤221，如图3-2所示，对所述外延片进行平台黄光处理，以定义出所需蚀刻的区域(无PR覆盖的区域)；

步骤222，如图3-3所示，对经所述平台黄光处理后的所述外延片进行蚀刻，蚀刻到所述外延片的N型氮化镓(N-GaN)层，以定义LED的P极的图形与N极的图形；该步骤可以为，进行ICP dry etching(耦合式电浆离子蚀刻机干蚀刻)。

步骤223，如图3-4所示，去除所述外延片上进行平台黄光处理时涂覆的光阻PR 35。

可选的，步骤23之前，所述方法还包括：

步骤22A，如图3-5所示，在经所述平台黄光制程的所述外延片上沉积硬式阻挡层36；也就是说，使用SiO2沉积硬式阻挡层(SiO2 hard maskdeposition)。

步骤22B，如图3-6所示，对沉积硬式阻挡层的所述外延片进行半切后，再进行侧壁蚀刻；具体可以为：使用镭射切割机进行半切后进行侧壁蚀刻(laserhalf cutting & SWE)，图中未示出侧壁蚀刻效果。

步骤22C，如图3-7所示，对经侧壁蚀刻后的所述外延片进行去除硬式阻挡层的处理。

相应的，步骤23包括：

步骤231，如图3-8所示，在去除硬式阻挡层的所述外延片上沉积电流阻挡层37。也就是说，沉积电流阻挡层(CBL SiO2 deposition)。

步骤232，如图3-9所示，对沉积电流阻挡层的所述外延片进行电流阻挡层黄光处理，以定义出LED的电流阻挡层图形；

步骤233，如图3-10所示，对经电流阻挡层黄光处理的所述外延片进行电流阻挡层的蚀刻，以蚀刻未被光阻保护的区域；该步骤可以为，进行电流阻挡层湿蚀刻CBL SiO2 wet etching)。

步骤234，如图3-11所示，去除所述外延片上进行电流阻挡层黄光处理时涂覆的光阻38(Remove PR)。

其中，步骤22A-步骤22C为可选的，如果不执行步骤22A-步骤22C，则相应的，步骤231为：在经平台黄光制程的所述外延片上沉积电流阻挡层；步骤232-步骤234与上述类似，此处不赘述。

其中，步骤24包括：

步骤241，如图3-12所示，在经所述电流阻挡层黄光制程的所述外延片上沉积(deposition)透明导电层39；

步骤242，如图3-13所示，对沉积透明导电层的所述外延片进行透明导电层黄光处理，以定义出透明导电层图形；

步骤243，如图3-14所示，对经透明导电层黄光处理的所述外延片进行透明导电层的蚀刻，以蚀刻未被光阻保护的区域，可以进行湿蚀刻(wet etching)；

步骤244，如图3-15所示，去除所述外延片上进行透明导电层黄光处理时涂覆的光阻41。

可选的，步骤244之后，所述方法还包括：

步骤245，对去除透明导电层黄光处理时涂覆的光阻的所述外延片进行透明导电层退火处理(RTP)。

其中，透明导电层可以由铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxides)组成。

步骤25包括：

步骤251，如图3-16所示，在经所述透明导电层黄光制程的所述外延片上沉积保护层43(Preservation Deposition)；可以使用SiO2；其Reflect index(反射率)为1.46，以增加光取出效率。

步骤252，如图3-17所示，对沉积保护层的所述外延片进行保护层(preservation)黄光处理，以定义保护层图形；

步骤253，对经保护层黄光处理的所述外延片进行蚀刻，以去除待定义焊盘的位置处的保护层；可以为缓冲氧化硅(BOE，Buffer Oxide Etcher)湿蚀刻，以去除待定义焊盘Pad 45的位置处的沉积保护层；也就是说，以湿蚀刻的方式定义图形。

步骤254，如图3-18所示，对进行蚀刻处理的所述外延片进行焊盘蒸镀金属处理；

步骤255，对经焊盘蒸镀金属处理的所述外延片进行剥离(lift off)处理；

步骤256，如图3-19所示，去除所述外延片上进行保护层黄光处理时涂覆的光阻42，即完成LED Chip芯片。

可选的，步骤256之后，所述方法还包括：

步骤257，对去除保护层黄光处理时涂覆的光阻的所述外延片进行焊盘(PAD)合金处理。

现有技术中，LED的制程时间较长，需要五道制程工序。并且，NP黄光的工艺需要价格较昂贵的负光阻进行焊盘层剥离(Pad layer lift off)。

本发明中，LED的制程流程更改后，黄光道由五道减少为四道，将现有技术中的NP黄光与preservation黄光合并作业，将两道黄光合并为一道。

本发明的制程流程包括：EPI wafer(LED外延片)→mesa黄光(定义LED平台)→ICP dry etching(等离子干蚀刻)→Remove PR(去除光阻)→SiO2 hardmask deposition(二氧化硅沉积做硬式阻挡层)→laser half cutting(镭射切割)→SWE(侧壁蚀刻)→Remove hard mask(去除二氧化硅硬式阻挡层)→CBL(SiO2)deposition(电流阻挡层二氧化硅沉积)→CBL黄光(定义电流阻挡层二氧化硅黄光图形)→CBL wet etching(电流阻挡层湿式蚀刻)→Remove PR(去光阻)→ITO deposition(透明导电层沉积)→ITO黄光(定义透明导电层图形)→ITOwet etching(透明导电层湿式蚀刻)→Remove PR(去除光阻)→RTP(快速热退火)→Preservation deposition(二氧化硅保护层沉积)→Preservation黄光(至黄光室定义preservation图形)→SiO2 ICP dry etching(湿蚀刻的方式吃掉要定义Pad的位置)→metal deposition(Pad蒸镀金属)→lift off(剥离不需要的金属部分)→Remove PR(去光阻)→Pad annealing(PAD合金)。

上述流程中，Preservation黄光可以使用正光阻，也可以使用负光阻，使用正光阻的成本比较低。

本发明能够带来以下有益效果：进行制程流程改良，减少制程道数，从而减少制程工时；另外，不需要使用进行NP黄光处理时使用的较昂贵的负光阻，降低了生产成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种LED的制程方法，其特征在于，包括：

获取外延片；

对所述外延片进行处理，分别在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N极区的图形、LED的电流阻挡层图形、LED的透明导电层图形；

对处理后的所述外延片进行保护层黄光制程，在所述外延片上生成LED的焊盘图形和保护层图形。

2.根据权利要求1所述的LED的制程方法，其特征在于，

在所述外延片上生成LED的P极区的图形和N极区的图形为通过对所述外延片进行平台黄光制程的步骤而生成的；

在所述外延片上生成LED的电流阻挡层图形为通过对经所述平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程的步骤而生成的；

在所述外延片上生成LED的透明导电层图形为通过对经所述电流阻挡层黄光制程后的所述外延片进行透明导电层黄光制程的步骤而生成的。

3.根据权利要求2所述的LED的制程方法，其特征在于，所述对所述外延片进行平台黄光制程的步骤包括：

对所述外延片进行平台黄光处理，以定义出所需蚀刻的区域；

对经所述平台黄光处理后的所述外延片进行蚀刻，蚀刻到所述外延片的N型氮化镓层，以定义LED的P极区的图形与N极区的图形；

去除所述外延片上进行平台黄光处理时涂覆的光阻。

4.根据权利要求2所述的LED的制程方法，其特征在于，所述对平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程的步骤包括：

在经平台黄光制程的所述外延片上沉积电流阻挡层；

对沉积电流阻挡层的所述外延片进行电流阻挡层黄光处理，以定义出LED的电流阻挡层图形；

对经电流阻挡层黄光处理的所述外延片进行电流阻挡层的蚀刻，以蚀刻未被光阻保护的区域；

去除所述外延片上进行电流阻挡层黄光处理时涂覆的光阻。

5.根据权利要求4所述的LED的制程方法，其特征在于，

所述对平台黄光制程后的所述外延片进行电流阻挡层黄光制程的步骤之前，所述方法还包括：在经所述平台黄光制程的所述外延片上沉积硬式阻挡层；对沉积硬式阻挡层的所述外延片进行半切后，再进行侧壁蚀刻；对经侧壁蚀刻后的所述外延片进行去除硬式阻挡层的处理；

所述在经平台黄光制程的所述外延片上沉积电流阻挡层的步骤具体为：在去除硬式阻挡层的所述外延片上沉积电流阻挡层。

6.根据权利要求2所述的LED的制程方法，其特征在于，所述对经所述电流阻挡层黄光制程后的所述外延片进行透明导电层黄光制程的步骤包括：

在经所述电流阻挡层黄光制程的所述外延片上沉积透明导电层；

对沉积透明导电层的所述外延片进行透明导电层黄光处理，以定义出透明导电层图形；

对经透明导电层黄光处理的所述外延片进行透明导电层的蚀刻，以蚀刻未被光阻保护的区域；

去除所述外延片上进行透明导电层黄光处理时涂覆的光阻。

7.根据权利要求6所述的LED的制程方法，其特征在于，所述去除所述外延片上进行透明导电层黄光处理时涂覆的光阻的步骤之后，所述方法还包括：

对去除透明导电层黄光处理时涂覆的光阻的所述外延片进行透明导电层退火处理。

8.根据权利要求2所述的LED的制程方法，其特征在于，所述对处理后的所述外延片进行保护层黄光制程，在所述外延片上生成LED的焊盘图形和保护层图形的步骤包括：

在经所述透明导电层黄光制程的所述外延片上沉积保护层；

对沉积保护层的所述外延片进行保护层黄光处理，以定义保护层图形；

对经保护层黄光处理的所述外延片进行蚀刻，以去除待定义焊盘的位置处的保护层；

对进行蚀刻处理的所述外延片进行焊盘蒸镀金属处理；

对经焊盘蒸镀金属处理的所述外延片进行剥离处理；

去除所述外延片上进行保护层黄光处理时涂覆的光阻。

9.根据权利要求8所述的LED的制程方法，其特征在于，所述去除所述外延片上进行保护层黄光处理时涂覆的光阻的步骤之后，所述方法还包括：

对去除保护层黄光处理时涂覆的光阻的所述外延片进行焊盘合金处理。

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