CN105607411B - 一种光刻版及应用光刻版制作发光二极管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻版及应用光刻版制作发光二极管的方法，属于半导体技术领域。所述光刻版应用于制作发光二极管，发光二极管包括衬底、层叠在衬底上的外延片、以及设置在外延片上的电极，电极包括焊盘和沿垂直于发光二极管的生长方向延伸的电极线，光刻版为圆形板，圆形板上设有多个形状与焊盘和电极线一致的通孔，圆形板分为至少两个区域，至少两个区域包括一个圆形区域和至少一个圆环区域，至少两个区域的圆心均与圆形板的圆心重叠，同一区域内的通孔的线宽相同，不同区域内的通孔的线宽自圆形板的圆心向外逐个增大，通孔的线宽为通孔中与电极线的形状一致的区域的宽度。本发明提高了对档率。

Description

一种光刻版及应用光刻版制作发光二极管的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种光刻版及应用光刻版制作发光二极管的方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。
制作发光二极管时，先在衬底上生长外延层，再采用光刻技术在外延层上形成包括焊盘和沿垂直于发光二极管的生长方向延伸的电极线的电极。其中，采用光刻技术形成电极时，需要用曝光机对光刻版遮挡下的光刻胶进行曝光，并对曝光后的光刻胶进行显影，得到设定图形的光刻胶。利用设定图形的光刻胶，刻蚀形成焊盘和电极线。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
通常光刻版上设有多个形状与焊盘和电极线一致的通孔且各个通孔的尺寸相同，但由于曝光机自身光强的不均匀性，加上衬底具有一定的翘曲度，会造成曝光进而显影得到的设定图形的光刻胶中，各个形状与电极线一致的光刻胶的宽度出现差异，进而造成形成的电极线的线宽出现差异(相差1μm甚至更大)，各个电极对应的芯片的光电参数存在差异，降低对档率(满足要求的产品与所有生产产品的数量比)。
发明内容
为了解决现有技术降低对档率的问题，本发明实施例提供了一种光刻版及应用光刻版制作发光二极管的方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种光刻版，所述光刻版应用于制作发光二极管，所述发光二极管包括衬底、层叠在所述衬底上的外延片、以及设置在所述外延片上的电极，所述电极包括焊盘和沿垂直于所述发光二极管的生长方向延伸的电极线，所述光刻版为圆形板，所述圆形板上设有多个形状与所述焊盘和所述电极线一致的通孔，所述圆形板分为至少两个区域，所述至少两个区域包括一个圆形区域和至少一个圆环区域，所述至少两个区域的圆心均与所述圆形板的圆心重叠，同一区域内的所述通孔的线宽相同，不同区域内的所述通孔的线宽自所述圆形板的圆心向外逐个增大，所述通孔的线宽为所述通孔中与所述电极线的形状一致的区域的宽度。
可选地，相邻两个区域内的所述通孔的线宽差相等。
可选地，所述圆形区域的半径、以及各个所述圆环区域的环宽，均等于所述圆形板的半径除以所述至少两个区域的个数。
可选地，所述至少两个区域的个数为2～4个。
可选地，所述圆形区域的半径与所述电极线的线宽要求值相同。
另一方面，本发明实施例提供了一种应用光刻版制作发光二极管的方法，所述方法包括：
在衬底上生长外延层；
在所述外延层上蒸镀一层电极；
在所述电极上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对所述光刻胶进行曝光；
对曝光后的所述光刻胶进行显影，得到设定图形的所述光刻胶；
在设定图形的所述光刻胶的保护下，对所述电极进行刻蚀，得到焊盘和沿垂直于所述发光二极管的生长方向延伸的电极线；
剥离所述光刻胶；
所述光刻版为圆形板，所述圆形板上设有多个形状与所述焊盘和所述电极线一致的通孔，所述圆形板分为至少两个区域，所述至少两个区域包括一个圆形区域和至少一个圆环区域，所述至少两个区域的圆心均与所述圆形板的圆心重叠，同一区域内的所述通孔的线宽相同，不同区域内的所述通孔的线宽自所述圆形板的圆心向外逐个增大，所述通孔的线宽为所述通孔中与所述电极线的形状一致的区域的宽度。
可选地，相邻两个区域内的所述通孔的线宽差相等。
可选地，所述圆形区域的半径、以及各个所述圆环区域的环宽，均等于所述圆形板的半径除以所述至少两个区域的个数。
可选地，所述至少两个区域的个数为2～4个。
可选地，所述圆形区域的半径与所述电极线的线宽要求值相同。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将光刻版至少两个区域，同一区域内的通孔的线宽相同，不同区域内的通孔的线宽自光刻版的中心向外逐个增大，可以减小甚至抵消由于曝光机光强不均匀和衬底翘曲所造成的电极线线宽差异，提高对档率(满足要求的产品与所有生产产品的数量比)。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的电极的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的光刻版的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种应用光刻版制作发光二极管的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种光刻版，该光刻版应用于制作发光二极管，发光二极管包括衬底、层叠在衬底上的外延片、以及设置在外延片上的电极。参见图1，电极10包括焊盘11和沿垂直于发光二极管的生长方向延伸的电极线12。参见图2，光刻版为圆形板20，圆形板20上设有多个形状与焊盘和电极线一致的通孔(图2未示出)，圆形板20分为至少两个区域21，至少两个区域包括一个圆形区域21a和至少一个圆环区域21b(图2以一个圆形区域21a和两个圆环区域21b为例)，至少两个区域21的圆心均与圆形板20的圆心重叠，同一区域21内的通孔的线宽相同，不同区域21内的通孔的线宽自圆形板20的圆心向外逐个增大。其中，通孔的线宽为通孔中与电极线的形状一致的区域的宽度。
在本实施例中，衬底可以为蓝宝石衬底，外延片可以包括依次层叠在衬底上的GaN缓冲层、N型GaN层、InGaN层和GaN层交替形成的多量子阱层、P型GaN层，电极可以包括Ni/Al/Cr/Ni/Au。
具体地，圆形区域的半径可以与电极线的线宽要求值相同，以适应利用光刻版中心形成的电极线的线宽通常都能达到要求值的情况。
可选地，相邻两个区域21内的通孔的线宽差可以相等，如0.2μm，以实现线宽逐个均匀增加，易于设计和实现，且形成的电极线的线宽均匀性较好，对档率较高。
可选地，圆形区域21a的半径、以及各个圆环区域21b的环宽，可以均等于圆形板20的半径除以至少两个区域21的个数，易于设计和实现，且形成的电极线的线宽均匀性较好，对档率较高。例如，圆形板20的半径为90mm，至少两个区域21的个数为3，则圆形区域21a的半径、以及各个圆环区域21b的环宽均为30mm。
可选地，至少两个区域的个数可以为2～4个。当至少两个区域的个数大于4个，设计和实现比较复杂，且对档率的提升效果不明显。
优选地，至少两个区域的个数可以为3个。
需要说明的是，外延层上通常设有两种电极，P型电极和N型电极，两种电极线的要求通常不一致，因此针对两种电极的电极线会将同一区域内的通孔的线宽相应设计两种，一种线宽的通孔对应形成P型电极的电极线，另一种线宽的通孔对应形成N型电极的电极线。例如，对应形成P型电极的电极线，不同区域21内的通孔的线宽自圆形板20的圆心向外依次为2.6μm、2.8μm、3.0μm；对应形成N型电极的电极线，不同区域21内的通孔的线宽自圆形板20的圆心向外依次为3.0μm、3.2μm、3.4μm。
实验证明，当光刻版的通孔尺寸相同(现有技术)时，电极线的线宽的差值为1μm；当光刻版的通孔尺寸不同(本实施例提供的方案)时，电极线的线宽的差值为0.4μm，均匀性提高约60％，有效提升对档率。
本发明实施例通过将光刻版至少两个区域，同一区域内的通孔的线宽相同，不同区域内的通孔的线宽自光刻版的中心向外逐个增大，可以减小甚至抵消由于曝光机光强不均匀和衬底翘曲所造成的电极线线宽差异，提高对档率(满足要求的产品与所有生产产品的数量比)。
实施例二
本发明实施例提供了一种应用光刻版制作发光二极管的方法，参见图3，该方法包括：
步骤201：在衬底上生长外延层。
在本实施例中，衬底可以为蓝宝石衬底，外延片可以包括依次层叠在衬底上的GaN缓冲层、N型GaN层、InGaN层和GaN层交替形成的多量子阱层、P型GaN层。
步骤202：在外延层上蒸镀一层电极。
可选地，电极可以包括Ni/Al/Cr/Ni/Au。
步骤203：在电极上覆盖一层光刻胶。
步骤204：在光刻版的遮挡下，对光刻胶进行曝光。
在本实施例中，光刻版为圆形板，圆形板上设有多个形状与焊盘和电极线(详见步骤206)一致的通孔，圆形板分为至少两个区域，至少两个区域包括一个圆形区域和至少一个圆环区域，至少两个区域的圆心均与圆形板的圆心重叠，同一区域内的通孔的线宽相同，不同区域内的通孔的线宽自圆形板的圆心向外逐个增大，通孔的线宽为通孔中与电极线的形状一致的区域的宽度。
可选地，相邻两个区域内的通孔的线宽差可以相等。
可选地，圆形区域的半径、以及各个圆环区域的环宽，可以均等于圆形板的半径除以至少两个区域的个数。
可选地，至少两个区域的个数可以为2～4个。
可选地，圆形区域的半径可以与电极线的线宽要求值相同。
步骤205：对曝光后的光刻胶进行显影，得到设定图形的光刻胶。
步骤206：在设定图形的光刻胶的保护下，对电极进行刻蚀，得到焊盘和沿垂直于发光二极管的生长方向延伸的电极线。
步骤207：剥离光刻胶。
在本实施例中，光刻版为圆形板，圆形板上设有多个形状与焊盘和电极线一致的通孔，圆形板分为至少两个区域，至少两个区域包括一个圆形区域和至少一个圆环区域，至少两个区域的圆心均与圆形板的圆心重叠，同一区域内的通孔的线宽相同，不同区域内的通孔的线宽自圆形板的圆心向外逐个增大，通孔的线宽为通孔中与电极线的形状一致的区域的宽度。
本发明实施例通过将光刻版至少两个区域，同一区域内的通孔的线宽相同，不同区域内的通孔的线宽自光刻版的中心向外逐个增大，可以减小甚至抵消由于曝光机光强不均匀和衬底翘曲所造成的电极线线宽差异，提高对档率(满足要求的产品与所有生产产品的数量比)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光刻版，所述光刻版应用于制作发光二极管，所述发光二极管包括衬底、层叠在所述衬底上的外延片、以及设置在所述外延片上的电极，所述电极包括焊盘和沿垂直于所述发光二极管的生长方向延伸的电极线，所述光刻版为圆形板，所述圆形板上设有多个形状与所述焊盘和所述电极线一致的通孔，其特征在于，所述圆形板分为至少两个区域，所述至少两个区域包括一个圆形区域和至少一个圆环区域，所述至少两个区域的圆心均与所述圆形板的圆心重叠，同一区域内的所述通孔的线宽相同，不同区域内的所述通孔的线宽自所述圆形板的圆心向外逐个增大，所述通孔的线宽为所述通孔中与所述电极线的形状一致的区域的宽度。
2.根据权利要求1所述的光刻版，其特征在于，相邻两个区域内的所述通孔的线宽差相等。
3.根据权利要求1或2所述的光刻版，其特征在于，所述圆形区域的半径、以及各个所述圆环区域的环宽，均等于所述圆形板的半径除以所述至少两个区域的个数。
4.根据权利要求1或2所述的光刻版，其特征在于，所述至少两个区域的个数为2～4个。
5.根据权利要求1或2所述的光刻版，其特征在于，所述圆形区域的半径与所述电极线的线宽要求值相同。
6.一种应用光刻版制作发光二极管的方法，所述方法包括：
在衬底上生长外延层；
在所述外延层上蒸镀一层电极；
在所述电极上覆盖一层光刻胶；
在光刻版的遮挡下，对所述光刻胶进行曝光；
对曝光后的所述光刻胶进行显影，得到设定图形的所述光刻胶；
在设定图形的所述光刻胶的保护下，对所述电极进行刻蚀，得到焊盘和沿垂直于所述发光二极管的生长方向延伸的电极线；
剥离所述光刻胶；
其特征在于，所述光刻版为圆形板，所述圆形板上设有多个形状与所述焊盘和所述电极线一致的通孔，所述圆形板分为至少两个区域，所述至少两个区域包括一个圆形区域和至少一个圆环区域，所述至少两个区域的圆心均与所述圆形板的圆心重叠，同一区域内的所述通孔的线宽相同，不同区域内的所述通孔的线宽自所述圆形板的圆心向外逐个增大，所述通孔的线宽为所述通孔中与所述电极线的形状一致的区域的宽度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，相邻两个区域内的所述通孔的线宽差相等。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述圆形区域的半径、以及各个所述圆环区域的环宽，均等于所述圆形板的半径除以所述至少两个区域的个数。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述至少两个区域的个数为2～4个。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述圆形区域的半径与所述电极线的线宽要求值相同。
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