CN108417692A - 一种发光二极管芯片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管芯片及其制备方法，包括封装支架、第一绝缘层、导电基板、衬底、缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱发光层、应力释反晶格层、P型氮化镓层、第二绝缘层、上电极和下电极，所述封装支架的顶部安装有下电极，所述下电极的顶部安装有导电基板，所述下电极的外侧套接有第一绝缘层，所述第一绝缘层的顶部与导电基板的底部接触，所述导电基板的顶部安装有衬底，所述衬底的顶部设置有缓冲层，所述缓冲层的顶部设置有N型氮化镓层，所述上电极的外侧套接有第二绝缘层，所述第一绝缘层和第二绝缘层的内部均填充有三氧化二铝层、氮化硅层和六方氮化硼层，该芯片，有利于防止漏电击穿设备。
Description
技术领域
本发明涉及二极管技术领域，具体为一种发光二极管芯片及其制备方法。
背景技术
二极管，(英语：Diode)，电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压)，反向时阻断(称为逆向偏压)。因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。
芯片是二极管的重要组成部分，但是一般的芯片上都没有设置绝缘机构，这样会导致电极在工作时，产生漏电，从而使电流不稳，通过绝缘机构，有利于防止漏电击坏设备，还有一般的芯片制备方法上，酸液的配比不同，影响其工作效率，针对这种缺陷，所以我们设计一种发光二极管芯片及其制备方法，来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管芯片及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种发光二极管芯片，包括封装支架、第一绝缘层、导电基板、衬底、缓冲层、N型氮化镓层、多量子阱发光层、应力释反晶格层、P型氮化镓层、第二绝缘层、上电极和下电极，所述封装支架的顶部安装有下电极，所述下电极的顶部安装有导电基板，所述下电极的外侧套接有第一绝缘层，所述第一绝缘层的顶部与导电基板的底部接触，所述导电基板的顶部安装有衬底，所述衬底的顶部设置有缓冲层，所述缓冲层的顶部设置有N型氮化镓层，所述N型氮化镓层的顶部设置有多量子阱发光层，所述多量子阱发光层的顶部设置有应力释反晶格层，所述应力释反晶格层的顶部设置有P型氮化镓层，所述P型氮化镓层的顶部安装有上电极，所述上电极的外侧套接有第二绝缘层，且第二绝缘层的底部与P型氮化镓层的顶部接触，所述第一绝缘层和第二绝缘层的内部均填充有三氧化二铝层、氮化硅层和六方氮化硼层。
一种发光二极管芯片制备方法，包括如下步骤：步骤一，外延片生长；步骤二，去铟球及清洗；步骤三，蒸镀；步骤四，黄光作业；步骤五，化学蚀刻；步骤六，熔合及研磨；步骤七，切割及测试；
其中在上述的步骤一中，通过MOCVD设备在真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸汽，经小孔准直后形成的分子或原子束，直接喷射到世道温度的单晶基片上，同时控制分子束对衬底扫描，就可使分子或原子按晶体排列一层层地长在基片上形成薄膜；
其中在上述的步骤二中，采用氧化铟锡腐蚀液，在33℃的条件下，腐蚀30min，外延片通过混合液进行清洗，清洗的液体温度保持在60℃，清洗30s；
其中在上述的步骤三中，通过蒸镀机或电子枪进行加热工作，形成镀膜；
其中在上述的步骤四中，通过烘烤和上光阻，再通过显影机进行曝光和显影，显影液通过喷枪射到晶片表面，被光照区域光刻胶被显影液除去，留下刻蚀区域，再利用氧气加射频氧化铟蚀刻区域轰击干净，防止留有残胶；
其中在上述的步骤五中，利用酸性药水，将发光区裸露的金属层蚀刻掉；
其中在上述的步骤六中，利用熔合设备在500℃的条件下，将刻蚀好的晶片放入该项设备，时间为10min，使蒸镀金属层之间或蒸镀金属与磊晶片表层原子相互熔合，熔合后经过减薄机进行研磨；
其中在上述的步骤七中，采用冷冻裂片进行切割，将切割好的晶片用去离子水贴到冷冻机的不锈钢板上，30min后将蓝膜取下，晶片就粘到不锈钢板上，然后用去离子水将晶片冲到筛网里，用异丙醇脱水、烘干即可，再通过探针测试台和颗粒度检测仪进行测试，成为合格的芯片本体。
根据上述技术方案，所述封装支架通过导电银胶与下电极连接。
根据上述技术方案，所述三氧化二铝层、氮化硅层和六方氮化硼层中材料的比例为1:1:1。
根据上述技术方案，所述上电极通过导电银胶与P型氮化镓层连接。
根据上述技术方案，所述步骤二的混合液比例为H2SO4：H2O2：H2O＝5:1:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过MOCVD设备在真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸汽，经小孔准直后形成的分子或原子束，直接喷射到世道温度的单晶基片上，同时控制分子束对衬底扫描，就可使分子或原子按晶体排列一层层地长在基片上形成薄膜，采用氧化铟锡腐蚀液，在33℃的条件下，腐蚀30min，外延片通过混合液进行清洗，清洗的液体温度保持在60℃，清洗30s，通过蒸镀机或电子枪进行加热工作，形成镀膜，通过烘烤和上光阻，再通过显影机进行曝光和显影，显影液通过喷枪射到晶片表面，被光照区域光刻胶被显影液除去，留下刻蚀区域，再利用氧气加射频氧化铟蚀刻区域轰击干净，防止留有残胶，利用酸性药水，将发光区裸露的金属层蚀刻掉，利用熔合设备在500℃的条件下，将刻蚀好的晶片放入该项设备，时间为10min，使蒸镀金属层之间或蒸镀金属与磊晶片表层原子相互熔合，熔合后经过减薄机进行研磨，采用冷冻裂片进行切割，将切割好的晶片用去离子水贴到冷冻机的不锈钢板上，30min后将蓝膜取下，晶片就粘到不锈钢板上，然后用去离子水将晶片冲到筛网里，用异丙醇脱水、烘干即可，再通过探针测试台和颗粒度检测仪进行测试，成为合格的芯片本体，步骤二的混合液比例为H2SO4：H2O2：H2O＝5:1:1，有利于腐蚀效率更快，该过程，有利于芯片本体的制备，使芯片本体生产的工作效率提升；由于三氧化二铝层、氮化硅层和六方氮化硼层的设置，有利于进行绝缘，防止漏电击穿设备，同时有利于耐高温，提升设备使用寿命。
附图说明
图1是本发明的发光二极管芯片结构图；
图2是本发明的第一绝缘层内部结构图；
图3是本发明的发光二极管芯片制备方法流程图；
图中标号：1、封装支架；2、第一绝缘层；3、导电基板；4、衬底；5、缓冲层；6、N型氮化镓层；7、多量子阱发光层；8、应力释反晶格层；9、P型氮化镓层；10、第二绝缘层；11、上电极；12、下电极；13、三氧化二铝层；14、氮化硅层；15、六方氮化硼层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
请参阅图1-2，本发明提供一种发光二极管芯片，包括封装支架1、第一绝缘层2、导电基板3、衬底4、缓冲层5、N型氮化镓层6、多量子阱发光层7、应力释反晶格层8、P型氮化镓层9、第二绝缘层10、上电极11和下电极12，封装支架1的顶部安装有下电极12，下电极12的顶部安装有导电基板3，下电极12的外侧套接有第一绝缘层2，第一绝缘层2的顶部与导电基板3的底部接触，导电基板3的顶部安装有衬底4，衬底4的顶部设置有缓冲层5，缓冲层5的顶部设置有N型氮化镓层6，N型氮化镓层6的顶部设置有多量子阱发光层7，多量子阱发光层7的顶部设置有应力释反晶格层8，应力释反晶格层8的顶部设置有P型氮化镓层9，P型氮化镓层9的顶部安装有上电极11，上电极11的外侧套接有第二绝缘层10，且第二绝缘层10的底部与P型氮化镓层9的顶部接触，第一绝缘层2和第二绝缘层10的内部均填充有三氧化二铝层13、氮化硅层14和六方氮化硼层15。
参见图3，一种发光二极管芯片制备方法，包括如下步骤：步骤一，外延片生长；步骤二，去铟球及清洗；步骤三，蒸镀；步骤四，黄光作业；步骤五，化学蚀刻；步骤六，熔合及研磨；步骤七，切割及测试；
其中在上述的步骤一中，通过MOCVD设备在真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸汽，经小孔准直后形成的分子或原子束，直接喷射到世道温度的单晶基片上，同时控制分子束对衬底4扫描，就可使分子或原子按晶体排列一层层地长在基片上形成薄膜；
其中在上述的步骤二中，采用氧化铟锡腐蚀液，在33℃的条件下，腐蚀30min，外延片通过混合液进行清洗，清洗的液体温度保持在60℃，清洗30s；
其中在上述的步骤三中，通过蒸镀机或电子枪进行加热工作，形成镀膜；
其中在上述的步骤四中，通过烘烤和上光阻，再通过显影机进行曝光和显影，显影液通过喷枪射到晶片表面，被光照区域光刻胶被显影液除去，留下刻蚀区域，再利用氧气加射频氧化铟蚀刻区域轰击干净，防止留有残胶；
其中在上述的步骤五中，利用酸性药水，将发光区裸露的金属层蚀刻掉；
其中在上述的步骤六中，利用熔合设备在500℃的条件下，将刻蚀好的晶片放入该项设备，时间为10min，使蒸镀金属层之间或蒸镀金属与磊晶片表层原子相互熔合，熔合后经过减薄机进行研磨；
其中在上述的步骤七中，采用冷冻裂片进行切割，将切割好的晶片用去离子水贴到冷冻机的不锈钢板上，30min后将蓝膜取下，晶片就粘到不锈钢板上，然后用去离子水将晶片冲到筛网里，用异丙醇脱水、烘干即可，再通过探针测试台和颗粒度检测仪进行测试，成为合格的芯片本体。
根据上述技术方案，封装支架1通过导电银胶与下电极12连接。
根据上述技术方案，三氧化二铝层13、氮化硅层14和六方氮化硼层15中材料的比例为1:1:1，有利于绝缘和耐高温。
根据上述技术方案，上电极11通过导电银胶与P型氮化镓层9连接。
根据上述技术方案，步骤二的混合液比例为H2SO4：H2O2：H2O＝5:1:1，有利于提升腐蚀速度。
基于上述，本发明的优点在于，本发明通过MOCVD设备在真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸汽，经小孔准直后形成的分子或原子束，直接喷射到世道温度的单晶基片上，同时控制分子束对衬底4扫描，就可使分子或原子按晶体排列一层层地长在基片上形成薄膜，采用氧化铟锡腐蚀液，在33℃的条件下，腐蚀30min，外延片通过混合液进行清洗，清洗的液体温度保持在60℃，清洗30s，通过蒸镀机或电子枪进行加热工作，形成镀膜，通过烘烤和上光阻，再通过显影机进行曝光和显影，显影液通过喷枪射到晶片表面，被光照区域光刻胶被显影液除去，留下刻蚀区域，再利用氧气加射频氧化铟蚀刻区域轰击干净，防止留有残胶，利用酸性药水，将发光区裸露的金属层蚀刻掉，利用熔合设备在500℃的条件下，将刻蚀好的晶片放入该项设备，时间为10min，使蒸镀金属层之间或蒸镀金属与磊晶片表层原子相互熔合，熔合后经过减薄机进行研磨，采用冷冻裂片进行切割，将切割好的晶片用去离子水贴到冷冻机的不锈钢板上，30min后将蓝膜取下，晶片就粘到不锈钢板上，然后用去离子水将晶片冲到筛网里，用异丙醇脱水、烘干即可，再通过探针测试台和颗粒度检测仪进行测试，成为合格的芯片本体，步骤二的混合液比例为H2SO4：H2O2：H2O＝5:1:1，有利于腐蚀效率更快，该过程，有利于芯片本体的制备，使芯片本体生产的工作效率提升；由于三氧化二铝层13、氮化硅层14和六方氮化硼层15的设置，有利于进行绝缘，防止漏电击穿设备，同时有利于耐高温，提升设备使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种发光二极管芯片，包括封装支架(1)、第一绝缘层(2)、导电基板(3)、衬底(4)、缓冲层(5)、N型氮化镓层(6)、多量子阱发光层(7)、应力释反晶格层(8)、P型氮化镓层(9)、第二绝缘层(10)、上电极(11)和下电极(12)，其特征在于：所述封装支架(1)的顶部安装有下电极(12)，所述下电极(12)的顶部安装有导电基板(3)，所述下电极(12)的外侧套接有第一绝缘层(2)，所述第一绝缘层(2)的顶部与导电基板(3)的底部接触，所述导电基板(3)的顶部安装有衬底(4)，所述衬底(4)的顶部设置有缓冲层(5)，所述缓冲层(5)的顶部设置有N型氮化镓层(6)，所述N型氮化镓层(6)的顶部设置有多量子阱发光层(7)，所述多量子阱发光层(7)的顶部设置有应力释反晶格层(8)，所述应力释反晶格层(8)的顶部设置有P型氮化镓层(9)，所述P型氮化镓层(9)的顶部安装有上电极(11)，所述上电极(11)的外侧套接有第二绝缘层(10)，且第二绝缘层(10)的底部与P型氮化镓层(9)的顶部接触，所述第一绝缘层(2)和第二绝缘层(10)的内部均填充有三氧化二铝层(13)、氮化硅层(14)和六方氮化硼层(15)。
2.一种发光二极管芯片制备方法，包括如下步骤：步骤一，外延片生长；步骤二，去铟球及清洗；步骤三，蒸镀；步骤四，黄光作业；步骤五，化学蚀刻；步骤六，熔合及研磨；步骤七，切割及测试；其特征在于：
其中在上述的步骤一中，通过MOCVD设备在真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸汽，经小孔准直后形成的分子或原子束，直接喷射到世道温度的单晶基片上，同时控制分子束对衬底(4)扫描，就可使分子或原子按晶体排列一层层地长在基片上形成薄膜；
其中在上述的步骤二中，采用氧化铟锡腐蚀液，在33℃的条件下，腐蚀30min，外延片通过混合液进行清洗，清洗的液体温度保持在60℃，清洗30s；
其中在上述的步骤三中，通过蒸镀机或电子枪进行加热工作，形成镀膜；
其中在上述的步骤四中，通过烘烤和上光阻，再通过显影机进行曝光和显影，显影液通过喷枪射到晶片表面，被光照区域光刻胶被显影液除去，留下刻蚀区域，再利用氧气加射频氧化铟蚀刻区域轰击干净，防止留有残胶；
其中在上述的步骤五中，利用酸性药水，将发光区裸露的金属层蚀刻掉；
其中在上述的步骤六中，利用熔合设备在500℃的条件下，将刻蚀好的晶片放入该项设备，时间为10min，使蒸镀金属层之间或蒸镀金属与磊晶片表层原子相互熔合，熔合后经过减薄机进行研磨；
其中在上述的步骤七中，采用冷冻裂片进行切割，将切割好的晶片用去离子水贴到冷冻机的不锈钢板上，30min后将蓝膜取下，晶片就粘到不锈钢板上，然后用去离子水将晶片冲到筛网里，用异丙醇脱水、烘干即可，再通过探针测试台和颗粒度检测仪进行测试，成为合格的芯片本体。
3.根据权利要求1的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述封装支架(1)通过导电银胶与下电极(12)连接。
4.根据权利要求1的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述三氧化二铝层(13)、氮化硅层(14)和六方氮化硼层(15)中材料的比例为1:1:1。
5.根据权利要求1的一种发光二极管芯片，其特征在于：所述上电极(11)通过导电银胶与P型氮化镓层(9)连接。
6.根据权利要求2的一种发光二极管芯片制备方法，其特征在于：所述步骤二的混合液比例为H2SO4：H2O2：H2O＝5:1:1。
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