CN106887496A - 一种发光二极管及其制作方法 - Google Patents

一种发光二极管及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管及其制作方法，透明导电层和台面进行一次光刻，电极光刻和保护层光刻合一，经过两次光刻即可完成发光二极管的制作，有效简化了工艺流程，节约生产成本，提高产能。

Description

一种发光二极管及其制作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管及其制作方法。
背景技术
由于金属与ITO的附着力和金属与氧化硅的附着力不能满足封装焊线时的推拉力要求。为了解决上述问题，市面上的LED芯片都在P电极下方的电流阻挡层和ITO阻挡层需要有开孔。通常的做法如图1所示，其中1为衬底，2为缓冲层，3为N型半导体层，4为发光层，5为P型半导体层，6为电流阻挡层，7为透明导电层，8-1为P电极，8-2为N电极，9为保护层。为了形成开孔需要进行五次光刻，分别为：电流阻挡层6光刻(P电极81下方开洞)，透明导电层7光刻(P电极81下方开洞)，台面刻蚀光刻，N电极82和P电极81光刻，保护层9光刻。如此做的话光刻的步骤达到五次，成本较高且影响光刻产能的发挥。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种发光二极管及其制作方法，能够有效减少光刻次数，简化工艺流程，提高生产效率。
一方面，本发明提供一种发光二极管的制作方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上设置缓冲层；
在所述缓冲层上设置N型半导体层；
在所述N型半导体层上设置发光层；
在所述发光层上设置P型半导体层；
在所述P型半导体层上形成透明导电层，在所述透明导电层上形成第一光刻胶，对所述透明导电层进行图案化，保留所述第一光刻胶对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀，形成台面；
在所述台面和所述透明导电层上形成保护层；
在所述保护层上形成第二光刻胶，对所述保护层进行刻蚀，裸露出部分N型半导体层和部分透明导电层，并对裸露的部分透明导电层进行刻蚀形成开孔；
在所述开孔上形成P电极，在裸露的N型半导体层上形成N电极，所述P电极的高度高于所述保护层。
进一步地，所述在所述P型半导体层上形成透明导电层并图案化，对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀，形成台面之后，包括：
对所述透明导电层进行清洗，并清除剩余的第一光刻胶。
进一步地，采用湿法腐蚀对所述透明导电层进行图案化；
采用电感耦合等离子体对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀，形成台面。
进一步地，所述对所述保护层进行刻蚀，裸露部分N型半导体层和部分透明导电层，并对裸露的部分透明导电层进行刻蚀形成开孔，包括：
在所述保护层上形成第二光刻胶；
对所述保护层进行光刻，裸露出部分N型半导体层和部分透明导电层；
调整光刻的线宽至预设范围宽度对裸露的部分透明导电层进行刻蚀，形成预设范围宽度的开孔；
除去所述第二光刻胶并对所述开孔进行清洗。
进一步地，所述预设范围宽度为0.5μm至4μm。
进一步地，通过蒸发台或溅射镀膜法形成所述P电极和N电极。
另一方面，本发明还提供一种发光二极管，包括
衬底；
设置在所述衬底上的缓冲层，；
设置在所述缓冲层上的N型半导体层；
设置在所述N型半导体层上的发光层；
设置在所述发光层上的P型半导体层；
设置在所述P型半导体层上并经过图案化的透明导电层；
对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀形成的台面；
设置在所述台面和所述透明导电层上的保护层，对所述保护层进行刻蚀裸露出部分N型半导体层和部分透明导电层，对裸露部分透明导电层进行刻蚀形成开孔；
在所述开孔上形成的P电极，所述P电极的高度高于所述保护层；
在裸露的N型半导体层上形成的N电极。
进一步地，所述透明导电层为氧化铟锡薄膜。
进一步地，所述保护层为二氧化硅薄膜。
进一步地，所述开孔的宽度为0.5μm至4μm。
与现有技术相比，本发明的一种发光二极管及其制作方法，实现了如下的有益效果：
(1)透明导电层和台面进行一次光刻，电极光刻和保护层光刻合一，经过两次光刻即可完成发光二极管的制作，有效简化了工艺流程，节约生产成本，提高产能。
(2)由于透明导电层光刻和台面光刻是同一次光刻完成，因减少了光刻次数而避免了因为相互对位造成的设备精度误差而在设计端增加的偏差距离，从而增大了发光区面积。
(3)电极与P型氮化镓之间的接触电阻大于电极与ITO的接触电阻，起到了电流阻挡层的效果，因此无需设置电流阻挡层，有效减小发光二极管的体积。
(4)电极大部分与P型氮化镓接触，附着力大大提高，有效杜绝因电流阻挡层和透明导电层附着力不好造成的掉电极现象。
当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为现有技术的发光二极管一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的发光二极管的制作方法一种实施例的流程图。
图3-图18为本发明提供的发光二极管制作步骤示意图。
图19为本发明提供的发光二极管一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例1
参考图2，本实施例提供一种发光二极管的制作方法，包括：
步骤S101，提供衬底；
步骤S102，在所述衬底上设置缓冲层；
步骤S103，在所述缓冲层上设置N型半导体层；
步骤S104，在所述N型半导体层上设置发光层；
步骤S105，在所述发光层上设置P型半导体层；
步骤S106，在所述P型半导体层上形成透明导电层，在所述透明导电层上形成第一光刻胶，对所述透明导电层进行图案化，保留所述第一光刻胶对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀，形成台面；
步骤S107，在所述台面和所述透明导电层上形成保护层；
步骤S108，在所述保护层上形成第二光刻胶，对所述保护层进行刻蚀，裸露出部分N型半导体层和部分透明导电层，并对裸露的部分透明导电层进行刻蚀形成开孔；
步骤S109，在所述开孔上形成P电极，在裸露的N型半导体层上形成N电极，所述P电极的高度高于所述保护层。
本实施例提供的发光二极管的制作方法，透明导电层和台面进行一次光刻，电极光刻和保护层光刻合一，经过两次光刻即可完成发光二极管的制作，有效简化了工艺流程，节约生产成本，提高产能。由于透明导电层光刻和台面光刻是同一次光刻完成，因减少了光刻次数而避免了因为相互对位造成的设备精度误差而在设计端增加的偏差距离，从而增大了发光区面积。
实施例2
参考图3-图18，本实施例提供一种发光二极管的制作方法。
首先，参考图3-图7，提供衬底201，沿轴线方向，在衬底201上设置缓冲层202，在缓冲层202上设置N型半导体层203，在N型半导体层203上设置发光层204；在发光层204上设置P型半导体层205。
进一步地，参考图8-图9，通过电子束蒸发或溅射等方式在P型半导体层205上制作出透明导电层206，并在透明导电层206上形成第一光刻胶207，之后进行光刻制作出需要的图形，此时，P电极位置下方的透明导电层206是不开孔的，参考图10-图11，保留第一光刻胶207，采用电感耦合等离子体对P型半导体层205、发光层204、N型半导体层203进行部分刻蚀，裸露部分N型半导体层203，形成台面，之后对透明导电层206进行清洗，并清除剩余的第一光刻胶207。至此，完成第一次刻蚀。
由于透明导电层光刻和台面光刻是同一次光刻完成，因减少了光刻次数而避免了因为相互对位造成的设备精度误差而在设计端增加的偏差距离，从而增大了发光区面积。
进一步地，参考图12-图13，在台面和透明导电层206上形成保护层208，并在保护层208上形成第二光刻胶209。参考图14，对保护层208进行光刻，裸露出部分N型半导体层203和部分透明导电层206，参考图15-图16，调整光刻的线宽至预设范围宽度对裸露的部分透明导电层206进行刻蚀，形成预设范围宽度的开孔210，之后除去第二光刻胶209并对开孔210进行清洗。至此，完成第二次光刻。
作为一种优选的实施方式，预设范围宽度为0.5μm至4μm。
参考图17-图18，在开孔210上形成P电极211，在裸露的N型半导体层203上形成N电极212，P电极211的高度高于保护层208。由于电极与P型氮化镓之间的接触电阻大于电极与ITO的接触电阻，起到了电流阻挡层的效果，因此无需设置电流阻挡层，有效减小发光二极管的体积。电极大部分与P型氮化镓接触，附着力大大提高，有效杜绝因电流阻挡层和透明导电层附着力不好造成的掉电极现象。
本实施例提供的发光二极管的制作方法，实现了如下的有益效果：
(1)透明导电层和台面进行一次光刻，电极光刻和保护层光刻合一，经过两次光刻即可完成发光二极管的制作，有效简化了工艺流程，节约生产成本，提高产能。
(2)由于透明导电层光刻和台面光刻是同一次光刻完成，因减少了光刻次数而避免了因为相互对位造成的设备精度误差而在设计端增加的偏差距离，从而增大了发光区面积。
(3)电极与P型氮化镓之间的接触电阻大于电极与ITO的接触电阻，起到了电流阻挡层的效果，因此无需设置电流阻挡层，有效减小发光二极管的体积。
(4)电极大部分与P型氮化镓接触，附着力大大提高，有效杜绝因电流阻挡层和透明导电层附着力不好造成的掉电极现象。
实施例3
参考图19，本实施例提供一种发光二极管，包括
衬底301；
设置在衬底301上的缓冲层302，；
设置在缓冲层302上的N型半导体层303；
设置在N型半导体层303上的发光层304；
设置在发光层304上的P型半导体层305；
设置在P型半导体层305上并经过图案化的透明导电层306；
对P型半导体层305、发光层304、N型半导体层303进行部分刻蚀形成的台面；
设置在台面和透明导电层306上的保护层307，对保护层307进行刻蚀裸露出部分N型半导体层303和部分透明导电层306，对裸露部分透明导电层306进行刻蚀形成开孔；
在开孔308上形成的P电极308，P电极的高度高于保护层307；
在裸露的N型半导体层上形成的N电极309。
作为一种优选的实施方式，透明导电层306为氧化铟锡薄膜。
作为一种优选的实施方式，保护层307为二氧化硅薄膜。
作为一种优选的实施方式，开孔的宽度为0.5μm至4μm。
本实施例提供的发光二极管的制作方法请参考实施例1和实施例2，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明的一种发光二极管，透明导电层和台面进行一次光刻，电极光刻和保护层光刻合一，经过两次光刻即可完成发光二极管的制作，有效简化了工艺流程，节约生产成本，提高产能。
由于透明导电层光刻和台面光刻是同一次光刻完成，因减少了光刻次数而避免了因为相互对位造成的设备精度误差而在设计端增加的偏差距离，从而增大了发光区面积，进而提高了产品性能
电极与P型氮化镓之间的接触电阻大于电极与ITO的接触电阻，起到了电流阻挡层的效果，因此无需设置电流阻挡层，有效减小发光二极管的体积，满足短小轻薄的产品要求。
P电极的高度高于保护层，电极大部分与P型氮化镓接触，附着力大大提高，有效杜绝因电流阻挡层和透明导电层附着力不好造成的掉电极现象。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上设置缓冲层；
在所述缓冲层上设置N型半导体层；
在所述N型半导体层上设置发光层；
在所述发光层上设置P型半导体层；
在所述P型半导体层上形成透明导电层，在所述透明导电层上形成第一光刻胶，对所述透明导电层进行图案化，保留所述第一光刻胶对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀，形成台面；
在所述台面和所述透明导电层上形成保护层；
在所述保护层上形成第二光刻胶，对所述保护层进行刻蚀，裸露出部分N型半导体层和部分透明导电层，并对裸露的部分透明导电层进行刻蚀形成开孔；
在所述开孔上形成P电极，在裸露的N型半导体层上形成N电极，所述P电极的高度高于所述保护层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，在所述P型半导体层上形成透明导电层，在所述透明导电层上形成第一光刻胶，对所述透明导电层进行图案化，保留所述第一光刻胶对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀，形成台面之后，还包括：
对所述透明导电层进行清洗，并清除剩余的第一光刻胶。
3.根据权利要求2所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，采用湿法腐蚀对所述透明导电层进行图案化；
采用电感耦合等离子体对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀，形成台面。
4.根据权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述对所述保护层进行刻蚀，裸露部分N型半导体层和部分透明导电层，并对裸露的部分透明导电层进行刻蚀形成开孔，包括：
在所述保护层上形成第二光刻胶；
对所述保护层进行光刻，裸露出部分N型半导体层和部分透明导电层；
调整光刻的线宽至预设范围宽度对裸露的部分透明导电层进行刻蚀，形成预设范围宽度的开孔；
除去所述第二光刻胶并对所述开孔进行清洗。
5.根据权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述预设范围宽度为0.5μm至4μm。
6.根据权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，通过蒸发台或溅射镀膜法形成所述P电极和N电极。
7.一种发光二极管，其特征在于，包括
衬底；
设置在所述衬底上的缓冲层，；
设置在所述缓冲层上的N型半导体层；
设置在所述N型半导体层上的发光层；
设置在所述发光层上的P型半导体层；
设置在所述P型半导体层上并经过图案化的透明导电层；
对所述P型半导体层、发光层、N型半导体层进行部分刻蚀形成的台面；
设置在所述台面和所述透明导电层上的保护层，对所述保护层进行刻蚀裸露出部分N型半导体层和部分透明导电层，对裸露部分透明导电层进行刻蚀形成开孔；
在所述开孔上形成的P电极，所述P电极的高度高于所述保护层；
在裸露的N型半导体层上形成的N电极。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述透明导电层为氧化铟锡薄膜。
9.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述保护层为二氧化硅薄膜。
10.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述开孔的宽度为0.5μm至4μm。
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