CN108630788A - 一种发光二极管的芯片的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管的芯片的修复方法，属于发光二极管技术领域。通过将待修复的发光二极管的芯片浸泡在KOH溶液或KI‑I2溶液中，能够达到去除发光二极管的芯片上的电极本体的目的，且不会损伤到芯片中的P型GaN层。而在后续过程中，依次将浸泡过KOH溶液或KI‑I2溶液后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中，并进一步将浸泡过Ce(NH4)2(NO3)6溶的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中以达到去除发光二极管的芯片中的铬粘附层及发光二极管的芯片中的钝化层的效果，也不会对P型GaN层造成损伤，之后在去除钝化层后的芯片上重新制作钝化层及电极。由于P型GaN层没有受到损伤，因此也保证了修复之后的发光二极管的芯片的光电性能。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，特别涉及一种发光二极管的芯片的修复方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)具有体积小、寿命长、功耗低等优点，目前被广泛应用于汽车信号灯、交通信号灯、显示屏以及照明设备。发光二极管的芯片是发光二极管的核心部件，为了保证发光二极管能够正常工作，需要保证发光二极管的芯片的质量。但在发光二极管的芯片的实际生产和研发过程中，经常会出现因设备故障、工艺等原因，导致发光二极管的芯片出现电性不良等质量问题，而为了让这些存在质量问题的发光二极管的芯片能够被用于制作发光二极管，需要对存在质量问题的发光二极管的芯片进行修复。
目前，待修复的发光二极管的芯片包括衬底及依次设置在衬底上的N型GaN层、有源层、P型GaN层、电流阻挡层、透明导电层、钝化层，钝化层上设置有通孔，所述通孔内设置有电极，其中电极包括铬粘附层以及设置在铬粘附层上的电极本体。传统的修复过程包括：用化学溶液去除钝化层、电极、透明导电层及电流阻挡层→沉积电流阻挡层→电流阻挡层刻蚀→蒸镀透明导电层→透明导电层光刻→透明导电层蚀刻→沉积钝化层→刻蚀钝化层→蒸镀电极，然后进行后续剥离封装等工序。但此种方法存在以下问题：
目前行业内去除电极用的化学溶液通常都是高浓度的酸性溶液王水(浓盐酸与浓硝酸按3:1配成的混合溶液)，王水在腐蚀电极的同时，会对芯片表面的P型GaN层会造成破坏，进而影响修复后的发光二极管的芯片的光电性能。
发明内容
为了提高修复之后的发光二极管的芯片的光电性能，本发明实施例提供了一种发光二极管的芯片的修复方法。所述技术方案如下：
一种发光二极管的芯片的修复方法，所述方法包括：
将待修复的发光二极管的芯片浸泡在KOH溶液或KI-I2溶液中，以除去所述芯片上的电极本体；
将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中，以除去所述芯片上的铬粘附层；
将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中，以除去所述芯片上的钝化层；
在除去钝化层后的所述芯片上形成钝化层；
在除去钝化层后的所述芯片上形成钝化层，所述钝化层上设置有第一通孔及第二通孔；
在所述第一通孔与所述第二通孔内分别设置P电极与N电极。
可选地，所述将所述芯片浸泡在KOH溶液中包括：
将所述芯片浸泡在KOH溶液中10-30分钟。
可选地，所述KOH溶液的温度为40-60℃。
可选地，所述KOH溶液的质量百分比为35-45％。
可选的，所述将所述芯片浸泡在KI-I2溶液中包括：
将所述芯片浸泡在KI-I2溶液中10-30分钟。
可选地，所述KI-I2溶液的质量百分比为20-30％。
可选地，所述将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中包括：
将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中5-10分钟。
可选地，所述Ce(NH4)2(NO3)6溶液的质量百分比为8-18％。
可选地，所述将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中包括：
将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在质量百分比为1-13％的NH4F.HF溶液中30-600秒。
可选地，所述方法还包括：
将在NH4F.HF溶液中浸泡后的芯片浸泡在FeCL3.HCL溶液中；
将在FeCL3.HCL溶液中浸泡后的芯片再次浸泡在NH4F.HF溶液中；
在NH4F.HF溶液中浸泡后的芯片上形成电流阻挡层；
在所述电流阻挡层上形成透明导电层。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将待修复的发光二极管的芯片浸泡在KOH溶液或KI-I2溶液中，能够达到去除发光二极管的芯片上的电极本体的目的，且不会损伤到芯片中的P型GaN层。而在后续过程中，依次将浸泡过KOH溶液或KI-I2溶液后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中，并进一步将浸泡过Ce(NH4)2(NO3)6溶的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中以达到去除发光二极管的芯片中的铬粘附层及发光二极管的芯片中的钝化层的效果，也不会对P型GaN层造成损伤，之后在去除钝化层后的芯片上重新制作钝化层及电极。由于P型GaN层没有受到损伤，因此也保证了修复之后的发光二极管的芯片的光电性能。
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是本发明实施例提供的一种发光二极管的芯片修复流程图；
图2～图5是本发明实施例提供的一种发光二极管的芯片修复流程图。
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。
图1是本发明实施例提供的一种发光二极管的芯片修复流程图。如图1所示，该修复方法包括：
S1：将待修复的发光二极管的芯片浸泡在KOH溶液或KI-I2溶液中。通过将待修复的芯片浸泡在KOH溶液或KI-I2溶液中可达到去除待修复的芯片上的电极本体的目的。
具体地，当芯片上的电极本体的材料为Al或AlCu时，将芯片浸泡在KOH溶液中以去除芯片上的Al或AlCu等电极本体的目的。当芯片上的电极本体的材料为Au时，将芯片浸泡在KI-I2溶液中以达到去除芯片上的Au电极本体的目的。
在步骤S1中，将芯片浸泡在KOH溶液中10-30分钟。将芯片浸泡在KOH溶液中10-30分钟能够保证Al或AlCu等电极本体在KOH溶液中充分溶解，以便于芯片的后续修复工作的进行。
其中，KOH溶液的温度可为40-60℃。将KOH溶液的温度设置为40-60℃，能够提高Al或AlCu等电极本体在KOH溶液中溶解速率，减少去除芯片上的电极本体所花费的时间。
其中，KOH溶液的质量百分比为35-45％。KOH溶液的质量百分比为35-45％时能够较为有效地去除Al或AlCu等电极本体。
在步骤S1中，将芯片浸泡在KI-I2溶液中10-30分钟。以便于芯片上的Au在KI-I2溶液中充分溶解。
其中，KI-I2溶液的质量百分比为20-30％。KI-I2溶液的质量百分比为20-30％时，溶解Au的效率较高。
可选地，KI-I2溶液的温度为常温，具体为20-25℃。
可选地，在步骤S1中，待修复的发光二极管的芯片的结构可如图2所示，待修复的发光二极管的芯片包括有衬底1，依次设置在衬底1上的N型GaN层2、有源层3及P型GaN层4，由P型GaN层4上开设有延伸到N型GaN层2的凹槽10。
P型GaN层4上设置有电流阻挡层5，电流阻挡层5上设置有透明导电层6，透明导电层6及凹槽10上设置有钝化层7。钝化层7上分别开设有延伸到透明导电层6的第一通孔71及延伸到N型GaN层2的第二通孔72。第一通孔71与第二通孔72上分别设置有P电极8及N电极9，其中P电极8及N电极9均包括铬粘附层以及设置在铬粘附层上的电极本体。
以下将结合图2中发光二极管的芯片的结构对本方法做进一步的说明。需要说明的是，本方法也可应用于其他结构的待修复的发光二极管的芯片，图2中的发光二极管的结构对本方法并不构成限制。
S2：将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中。以除去芯片上的铬粘附层。
执行完步骤S2之后，待修复的发光二极管的芯片的金属部分已充分剥离，其结构示意图可如图3所示。
具体地，步骤S2包括：将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中5-10分钟。将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中能够去除芯片的电极中的铬粘附层的目的，浸泡10-30分钟能够使得电极中的铬粘附层充分溶解在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中。
可选地，Ce(NH4)2(NO3)6溶液的质量百分比为8-18％。在这一条件下，能够使得铬粘附层较为稳定地溶解在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中。
可选地，Ce(NH4)2(NO3)6溶液的温度可为20-25℃。
S3：将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中。以除去芯片上的钝化层。
可选地，步骤S3还包括：将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在质量百分比为1-13％的NH4F.HF溶液中10-60秒。将芯片浸泡在NH4F.HF溶液中能够达到剥离芯片上的钝化层的效果，采用以上条件的NH4F.HF溶液能够使得NH4F.HF溶液在有效剥离钝化层的时候不会影响到待修复的发光二极管的芯片中的其他外延层的结构。
执行完步骤S3之后的芯片的结果可如图4所示，钝化层7得到有效剥离。
进一步地，本方法还可包括：
S41：将在NH4F.HF溶液中浸泡后的芯片浸泡在FeCL3.HCL溶液中。
S42：将在FeCL3.HCL溶液中浸泡后的芯片再次浸泡在NH4F.HF溶液中。
S43：在NH4F.HF溶液中浸泡后的芯片上形成电流阻挡层。
S44：在电流阻挡层上形成透明导电层。
FeCL3.HCL溶液能够将芯片中的透明导电层进行剥离，NH4F.HF溶液能够将芯片中的电流阻挡层进行剥离。
当发现电流阻挡层或透明导电层出现变色或者其表面出现白点或者绿点的情况时，表明芯片中的电流阻挡层或者透明导电层可能受到了损伤。此时可通过以上步骤去除电流阻挡层与透明导电层，重新制作电流阻挡层与透明导电层，并在浸泡后的芯片上重新制作电流阻挡层与透明导电层，以保证重新制作的发光二极管的芯片的光电性能。容易知道，上述可选步骤中，如果电流阻挡层和透明导电层都损伤，则执行步骤S41-S44，如果只有透明导电层则只需执行步骤S41和S44。
步骤S41中的FeCL3.HCL溶液的质量百分比可为27-29％，并且芯片在40-60℃的条件下在FeCL3.HCL溶液中浸泡30-600秒。以保证透明导电层的充分剥离。
步骤S42中的NH4F.HF溶液的质量百分比可为29-41％，芯片在NH4F.HF溶液中常温(20-30℃)浸泡60-600秒。以保证电流阻挡层的充分剥离。执行完步骤S41及步骤S42之后的芯片的结构示意图如图5所示，芯片上的电流阻挡层5及透明导电层6均已剥离。
进一步地，步骤S43可包括：
对在NH4F.HF溶液中浸泡后的芯片进行清洗及干燥；
通过PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)机器在芯片上沉积电流阻挡层；
对重新沉积的电流阻挡层进行光刻及刻蚀操作，以得到所需的电流阻挡层的形状。
具体地，在沉积电流阻挡层时，PECVD机器内部的气体压力可为50-200Pa，PECVD机器内的真空度可为0.1-0.3Pa，RF(Radio Frequency：射频)功率可为50-200w。在此条件下沉积的电流阻挡层的质量较好。
可选地，在刻蚀电流阻挡层时的腐蚀液可采用NH4F.HF溶液。
其中，电流阻挡层的厚度可为2000-5000埃。
进一步地，步骤S44可包括：
在电流阻挡层上采用磁控溅射或者蒸镀的方式制备得到ITO薄膜；
对ITO薄膜进行光刻及刻蚀操作，以得到芯片透明导电层。
其中，透明导电层的厚度可以为200-2000埃。
可选地，在步骤S44的实际操作过程中，还可包括对芯片进行RTA(Rapid ThermalProcessing，快速退火)，以在制成的透明导电层与P型GaN层间形成欧姆接触，提高电流在芯片内部的传输效率。
可选地，芯片在进行RAT时的退火温度为500-700℃，退火时间为10-20分钟，芯片在进行退火时的环境的真空度小于0.1torr。在此条件下进行退火得到的透明导电层的质量较好。
执行完步骤S44之后的芯片结构示意图可见图4。
S5：在除去钝化层后的芯片上形成钝化层，钝化层上设置有第一通孔及第二通孔。
可选地，步骤S5包括：
采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)在芯片上重新沉积钝化层；
通过光刻以及刻蚀在钝化层上分别腐蚀出延伸到透明导电层的第一通孔71及延伸到N型GaN层的第二通孔72。
具体地，在沉积钝化层时，PECVD机器的内部条件与使用PECVD机器沉积电流阻挡层时PECVD机器的内部条件相同。在此条件下沉积的钝化层的质量较好。
可选地，钝化层上的第一通孔71及第二通孔72均通过NH4F.HF溶液腐蚀得到。
其中，钝化层的厚度可以为500-5000埃。
S6：在第一通孔与第二通孔内分别设置P电极与N电极。
步骤S6包括：在第一通孔71与第二通孔72上分别设置有P电极及N电极。执行完步骤S6之后的芯片结构示意图可见图2。
在执行步骤S6时，可先在钝化层上涂覆一层光刻胶，对光刻胶进行曝光，得到覆盖在钝化层上的留有对应第一通孔71与第二通孔72的通孔的光刻胶，随后通过电子束蒸发将电极蒸镀在光刻胶上以及第一通孔71、第二通孔72内。最终剥离钝化层上的光刻胶以得到设置在第一通孔71及第二通孔72内的P、N电极。
可选地，在本发明实施例中的涉及到的需要去除光刻胶的步骤中，可采用有机溶剂去除光刻胶。有机溶剂不会与芯片中所包含的结构进行反应，能较为安全便捷地去除光刻胶。
进一步地，本发明实施例中采用的去除光刻胶的有机溶剂可为NMP(N-甲基吡咯烷酮)或DMSO(二甲基亚砜)。
通过将待修复的发光二极管的芯片浸泡在KOH溶液或KI-I2溶液中，能够达到去除发光二极管的芯片上的电极本体的目的，且不会损伤到芯片中的P型GaN层。而在后续过程中，依次将浸泡过KOH溶液或KI-I2溶液后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中，并进一步将浸泡过Ce(NH4)2(NO3)6溶的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中以达到去除发光二极管的芯片中的铬粘附层及发光二极管的芯片中的钝化层的效果，也不会对P型GaN层造成损伤，之后在去除钝化层后的芯片上重新制作钝化层及电极。由于P型GaN层没有受到损伤，因此也保证了修复之后的发光二极管的芯片的光电性能。
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)
1.一种发光二极管的芯片的修复方法，其特征在于，所述方法包括：
将待修复的发光二极管的芯片浸泡在KOH溶液或KI-I2溶液中，以除去所述芯片上的电极本体；
将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中，以除去所述芯片上的铬粘附层；
将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中，以除去所述芯片上的钝化层；
在除去钝化层后的所述芯片上形成钝化层，所述钝化层上设置有第一通孔及第二通孔；
在所述第一通孔与所述第二通孔内分别设置P电极与N电极。
2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述将所述芯片浸泡在KOH溶液中包括：
将所述芯片浸泡在KOH溶液中10-30分钟。
3.根据权利要求2所述的修复方法，其特征在于，所述KOH溶液的温度为40-60℃。
4.根据权利要求2所述的修复方法，其特征在于，所述KOH溶液的质量百分比为35-45％。
5.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述将所述芯片浸泡在KI-I2溶液中包括：
将所述芯片浸泡在KI-I2溶液中10-30分钟。
6.根据权利要求5所述的修复方法，其特征在于，所述KI-I2溶液的质量百分比为20-30％。
7.根据权利要求1～6任一项所述的修复方法，其特征在于，所述将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中包括：
将在KOH溶液或KI-I2溶液中浸泡后的芯片浸泡在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中5-10分钟。
8.根据权利要求7所述的修复方法，其特征在于，所述Ce(NH4)2(NO3)6溶液的质量百分比为8-18％。
9.根据权利要求1～6任一项所述的修复方法，其特征在于，所述将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在NH4F.HF溶液中包括：
将在Ce(NH4)2(NO3)6溶液中浸泡后的芯片浸泡在质量百分比为1-13％的NH4F.HF溶液中30-600秒。
10.根据权利要求1～6任一项所述的修复方法，其特征在于，所述方法还包括：
将在NH4F.HF溶液中浸泡后的芯片浸泡在FeCL3.HCL溶液中；
将在FeCL3.HCL溶液中浸泡后的芯片再次浸泡在NH4F.HF溶液中；
在NH4F.HF溶液中浸泡后的芯片上形成电流阻挡层；
在所述电流阻挡层上形成透明导电层。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113054070A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 深圳市洲明科技股份有限公司 | 集成封装显示模组及其返修方法以及显示装置 |
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2018
- 2018-03-15 CN CN201810213838.7A patent/CN108630788A/zh active Pending
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