CN103928581B - Led芯片及其倒封装制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED芯片及其倒封装制作方法，其中倒封装LED芯片的制作方法包括如下步骤：S1.制作Mesa区域；S2.SiO2沉积并刻蚀；S3.制作NiAg金属层；S4.制作保护层；S5.去除SiO2层；S6.制作SiO2保护层、金属电极。本发明的倒封装LED芯片的制作方法在NiAg金属层沉积之前，首先进行SiO2的沉积和刻蚀，制作具有倒角的SiO2层，再制作NiAg金属层、生长保护层，然后通过去除SiO2来进行lift‑off工艺，从而避免了传统的lift‑off工艺中Ag容易发生氧化的问题。
Description
技术领域
本发明涉及LED芯片封装技术领域，具体地涉及一种倒封装LED芯片的制作方法
背景技术
作为目前全球最受瞩目的新一代光源，LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点，被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。LED是一种能够发光的半导体电子元件，其可广泛用于电路、照明等诸多领域。
对于LED芯片而言，现有的LED芯片封装中，在其保护金属层制作时，使用到的lift-off工艺容易造成Ag的氧化，从而影响芯片表面的形貌和电性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种倒封装LED芯片的制作方法、以及相应的LED芯片。
为了实现上述目的之一，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种倒封装LED芯片的制作方法，其包括如下步骤：
S1.制作Mesa区域；在外延片上形成Mesa图形，将Mesa图形外的区域刻蚀至外延片的N层；
S2.SiO2沉积并刻蚀；采用PECVD法逐层沉积若干SiO2层，并通过光刻得到SiO2图形，沉积若干SiO2层时，通入质量分数为2％的SiH4/N2和NO2形成的混合气体，所述混合气体中SiH4/N2和NO2的质量比为：1:5～2:5，所述相应层的SiO2层具有相对应的SiH4/N2与NO2的比例值；
对沉积形成的SiO2进行刻蚀，得到相应的具有倒角的SiO2层；
S3.制作NiAg金属层；在SiO2层上涂布光刻胶，通过光刻获得需要的图形，通过磁控溅射法沉积NiAg金属层，去除光刻胶，在需要的图形上获得相应的NiAg金属层；
S4.制作保护层；通过磁控溅射法在NiAg金属层上生长保护层；
S5.去除SiO2层；刻蚀去除SiO2层，得到需要NiAg金属层和保护层；
S6.制作SiO2保护层、金属电极。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体包括：在外延片的表面均布光刻胶、光刻、显影Mesa图形，利用感应耦合等离子体刻蚀的方法，将光刻胶以外的部分刻蚀至外延片的N层。
作为本发明的进一步改进，所述感应耦合等离子体刻蚀中使用到的刻蚀气体包括BCl3、Cl2。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中，利用湿法刻蚀中缓冲氧化物对沉积形成的SiO2进行刻蚀，所述缓冲氧化物包括HF、NH4F。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中，所述保护层包括Ti/W超晶格，TiW合金、Pt、Au。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中，刻蚀去除SiO2层时，采用湿法刻蚀中缓冲氧化物对SiO2层进行处理，所述缓冲氧化物包括HF、NH4F。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S6中，利用PECVD法生长SiO2层，并通过光刻形成SiO2保护层。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S6中，通过电子束蒸发法制作金属电极。
为了实现上述另一发明目的，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种LED芯片，其根据如上所述的制作方法获得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的倒封装LED芯片的制作方法在NiAg金属层沉积之前，首先进行SiO2的沉积和刻蚀，制作具有倒角的SiO2层，再制作NiAg金属层、生长保护层，然后通过去除SiO2来进行lift-off工艺，从而避免了传统的lift-off工艺中Ag容易发生氧化的问题。
附图说明
图1为本发明的倒封装LED芯片的制作方法的一具体实施方式的方法流程示意图；
图2为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S2处理后形成的中间产品剖面示意图；
图3为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S2处理后形成的中间产品剖面示意图；
图4为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S2处理后形成的中间产品剖面示意图；
图5为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S3处理后形成的中间产品剖面示意图；
图6为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S3处理后形成的中间产品剖面示意图；
图7为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S3处理后形成的中间产品剖面示意图；
图8为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S3处理后形成的中间产品剖面示意图；
图9为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S4处理后形成的中间产品剖面示意图；
图10为本发明的倒封装LED芯片的制作方法中经步骤S5处理后形成的中间产品剖面示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的倒封装LED芯片的制作方法包括如下步骤：
配合参照图2-4所示，为经过下述步骤S1、S2处理后形成的中间产品剖面示意图。
S1.制作Mesa区域；在外延片10上形成Mesa图形，将Mesa图形外的区域刻蚀至外延片10的N层。
具体地，在制作Mesa区域时，首先在相应的外延片10上均匀涂布光刻胶、光刻、显影形成需要的Mesa图形。然后，利用感应耦合等离子体刻蚀(ICP)对光刻胶以外的部分进行刻蚀，并刻蚀至外延片的N层。其中，感应耦合等离子体刻蚀时利用高能量的等离子体与需要刻蚀的部分进行物理化学反应，产生刻蚀现象。本实施方式中，上述等离子体时由刻蚀气体提供的，该刻蚀气体包括BCl3、Cl2，根据需要，也可选择其他刻蚀气体对需要刻蚀的部分进行刻蚀。
S2.SiO2沉积并刻蚀；采用PECVD法逐层沉积若干SiO2层20，并通过光刻得到SiO2图形，沉积若干SiO2层20时，通入质量分数为2％的SiH4/N2和NO2的混合气体，所述混合气体中SiH4/N2和NO2的质量比为：1:5～2:5，所述相应层的SiO2层具有相对应的SiH4/N2与NO2的比例值。
其中，通过调节沉积SiO2层的SiH4/N2和NO2的比例，可制备出氧含量不同的SiO2层。即当SiH4/N2与NO2的比例一定时，可沉积形成具有一定氧含量的SiO2层，当改变上述SiH4/N2和NO2的比例时，沉积形成的SiO2层中氧含量相应发生改变。从而，不同氧含量的SiO2层之间在刻蚀时，刻蚀的速率不相同。
基于上述具有不同氧含量的若干SiO2层，对沉积形成的SiO2进行刻蚀，得到相应的具有倒角的SiO2层。
具体地，利用湿法刻蚀中的缓冲氧化物对沉积形成的SiO2进行刻蚀，缓冲氧化物包括HF、NH4F。通过调节上述HF与NH4F比例，实现具有倒角的SiO2层的刻蚀。
参照图5-8所示，为经过下述步骤S3处理后形成的中间产品的剖面示意图。
S3.制作NiAg金属层；在SiO2层上涂布光刻胶30，通过光刻获得需要的图形，沉积NiAg金属层40，去除光刻胶，在需要的图形上获得相应的NiAg金属层。
其中，沉积NiAg金属层是采用磁控溅射法进行沉积的。上述沉积NiAg金属层时，部分NiAg金属层沉积在光刻胶上，当去除光刻胶时，光刻胶上的NiAg金属层被一并去除，从而被保留的NiAg金属层为需要的图形。本实施方式中，被保留的NiAg金属层的周围为保留的在SiO2层。
参照图9所示，为经过下述步骤S4处理后形成的中间产品的剖面示意图。
S4.制作保护层；磁控溅射法在NiAg金属层上生长保护层50。
上述生长形成的保护层50形成于被保留的NiAg金属层40、以及去除光刻胶后暴露的SiO2层20上。形成于被保留的NiAg金属层40上的保护层起到对NiAg金属层40进行保护的作用。其中，保护层50包括Ti/W超晶格，TiW合金、Pt、Au。根据需要，也可采用其他原料制作保护层。
参照图10所示，为经过下述步骤S5处理后形成的中间产品的剖面示意图。
S5.去除SiO2层；刻蚀去除SiO2层，得到需要NiAg金属层和保护层。
刻蚀去除SiO2层时，形成于SiO2层上的多余保护层被一并去除，从而仅在NiAg金属层上保留保护层。本实施方式中，采用湿法刻蚀中缓冲氧化物对SiO2层进行处理，所述缓冲氧化物包括HF、NH4F。
S6.制作SiO2保护层、金属电极。
其中，利用PECVD法生长SiO2层，并通过光刻形成SiO2保护层。金属电极是通过电子束蒸发法制作而成的。
本发明还提供一种根据如上所述制作方法制作的LED芯片。
综上所述，本发明的倒封装LED芯片的制作方法在NiAg金属层沉积之前，首先进行SiO2的沉积和刻蚀，制作具有倒角的SiO2层，再制作NiAg金属层、生长保护层，然后通过去除SiO2来进行lift-off工艺，从而避免了传统的lift-off工艺中Ag容易发生氧化的问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述倒封装LED芯片的制作方法包括如下步骤：
S1.制作Mesa区域；在外延片上形成Mesa图形，将Mesa图形外的区域刻蚀至外延片的N层；
S2.SiO2沉积并刻蚀；采用PECVD法逐层沉积若干SiO2层，并通过光刻得到SiO2图形，沉积若干SiO2层时，通入SiH4/N2和NO2形成的混合气体，所述混合气体中SiH4/N2和NO2的质量比为：1:5～2:5，所述相应层的SiO2层具有相对应的SiH4/N2与NO2的比例值；
对沉积形成的SiO2进行刻蚀，得到相应的具有倒角的SiO2层；
S3.制作NiAg金属层；在SiO2层上涂布光刻胶，通过光刻获得需要的图形，沉积NiAg金属层，去除光刻胶，在需要的图形上获得相应的NiAg金属层；
S4.制作保护层；通过磁控溅射在NiAg金属层上生长保护层Ti/W；
S5.去除SiO2层；刻蚀去除SiO2层，得到需要NiAg金属层和保护层；
S6.制作SiO2保护层、金属电极。
2.根据权利要求1所述的倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：在外延片的表面均匀涂布光刻胶、光刻、显影Mesa图形，利用感应耦合等离子体刻蚀的方法，将光刻胶以外的部分刻蚀至外延片的N层。
3.根据权利要求2所述的倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述感应耦合等离子体刻蚀中使用到的刻蚀气体包括BCl3、Cl2。
4.根据权利要求1所述的倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，利用湿法刻蚀中缓冲氧化物对沉积形成的SiO2进行刻蚀，所述缓冲氧化物包括HF、NH4F。
5.根据权利要求1所述的倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述保护层包括Ti/W超晶格，TiW合金、Pt、Au。
6.根据权利要求1所述的倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S5中，刻蚀去除SiO2层时，采用湿法刻蚀中缓冲氧化物对SiO2层进行处理，所述缓冲氧化物包括HF、NH4F。
7.根据权利要求1所述的倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S6中，利用PECVD法生长SiO2层，并通过光刻形成SiO2保护层。
8.根据权利要求1所述的倒封装LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S6中，通过电子束蒸发法制作金属电极。
9.一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片根据权利要求1～8任一项所述的制作方法获得。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215123 Suzhou Province Industrial Park, Jiangsu new road, No. 8 Applicant after: FOCUS LIGHTINGS TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 215123 Suzhou Province Industrial Park, Jiangsu new road, No. 8 Applicant before: Focus Lightings Tech Inc. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: FOCUS LIGHTING (SUZHOU) CO., LTD. TO: FOCUS LIGHINGS TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200907 Address after: 223800 west side of development avenue of Suqian economic and Technological Development Zone in Jiangsu province (room 2005 of business center) Patentee after: FOCUS LIGHTINGS TECHNOLOGY (SUQIAN) Co.,Ltd. Address before: 215123 No. 8 Qing Qing Road, Suzhou Industrial Park, Jiangsu, China Patentee before: FOCUS LIGHTINGS SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 223800 south of Dongwu Road, Suqian Economic and Technological Development Zone, Jiangsu Province Patentee after: FOCUS LIGHTINGS TECHNOLOGY (SUQIAN) Co.,Ltd. Address before: 223800 west side of development avenue of Suqian economic and Technological Development Zone in Jiangsu province (room 2005 of business center) Patentee before: FOCUS LIGHTINGS TECHNOLOGY (SUQIAN) Co.,Ltd. |