CN110098300A - 倒装发光二极管芯片和倒装发光二极管芯片制作方法 - Google Patents

倒装发光二极管芯片和倒装发光二极管芯片制作方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种倒装发光二极管芯片和倒装发光二极管芯片制作方法，在倒装发光二极管芯片的四周边缘位置设置N型金属电极层，在倒装发光二极管芯片中间部分设置P型金属电极层。即使倒装发光二极管芯片边缘的绝缘层破损，出现锡膏与P或N极连接，也不会导致P型金属电极层与N型金属电极层发生短路，出现漏电失效的情况。同时，通过发光层、P型半导体层以及P极金属层设置于倒装发光二极管芯片中间部分，使得Mesa台阶(量子阱)远离芯片边缘，解决了传统倒装LED芯片的P电极N电极容易短路、无隔离槽设计的漏电风险。从而可有效降低漏电风险，提高了产品工作可靠性，提升产品良率。

Description

倒装发光二极管芯片和倒装发光二极管芯片制作方法
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种倒装发光二极管芯片和倒装发光二极管芯片制作方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)是一种能将电转化为光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器、电视机采光装饰和照明。
目前LED芯片结构中，最常见的是正装结构和倒装结构。正装结构由于PN电极和发光区设计在同一个平面，容易出现电流拥挤现象，而且热阻较高。然而，倒装芯片的实质是将芯片的发光区与电极区不设计在同一个平面，具有散热较好、出光效率高和饱和电流高等优点。但是，传统的倒装LED芯片由于结构中P电极、N电极分布以及Mesa台阶(量子阱)靠近芯片边缘，使得传统的倒装LED芯片边缘容易出现裂痕，从而锡膏侵入绝缘层内部导致P电极、N电极短路，造成芯片失效。
发明内容
基于此，有必要针对传统的倒装LED芯片边缘容易出现裂痕导致P电极、N电极短路的问题，提供一种不会导致P电极、N电极短路、Mesa台阶(量子阱)远离芯片边缘、无漏电风险的倒装发光二极管芯片制作方法和倒装发光二极管芯片。
本申请提供一种倒装发光二极管芯片包括衬底、N型半导体层、P型半导体层、P极金属层、绝缘层、P型金属电极层、N型金属电极层、发光层以及N型半导体台阶。所述N型半导体层设置于所述衬底表面，所述N型半导体层远离所述衬底的部分表面依次设置有发光层、P型半导体层和P极金属层。所述N型半导体层的边缘与所述P型半导体层的边缘包围形成N型半导体台阶。所述绝缘层设置于所述N型半导体台阶的边缘和所述P极金属层的边缘，且所述绝缘层将所述P极金属层边缘、所述P型半导体层边缘和所述发光层边缘覆盖，并露出所述N型半导体台阶中间部分和所述P极金属层中间部分。所述N型金属电极层设置于所述N型半导体台阶，且所述N型金属电极层延伸至所述N型半导体台阶边缘，用以实现与所述N型半导体层的电连接。所述P型金属电极层设置于所述P极金属层，用以实现与所述P型半导体层的电连接。
本申请提供一种上述倒装发光二极管芯片，所述绝缘层设置于所述N型半导体台阶边缘和所述P极金属层边缘。且所述绝缘层将所述P极金属层边缘、所述P型半导体层边缘和所述发光层边缘覆盖。从而，露出所述N型半导体台阶中间部分和所述P极金属层中间部分。所述N型金属电极层延伸至所述N型半导体台阶边缘。在所述倒装发光二极管芯片的四周边缘位置设置所述N型金属电极层，在所述倒装发光二极管芯片中间部分设置所述P型金属电极层。即使所述倒装发光二极管芯片边缘的所述绝缘层破损，出现锡膏与P或N极连接，也不会导致所述P型金属电极层与所述N型金属电极层发生短路，出现漏电失效的情况。同时，通过本申请中所述发光层8、所述P型半导体层3以及所述P极金属层4设置于所述倒装发光二极管芯片中间部分，使得Mesa台阶(量子阱)远离芯片边缘。所以，本申请中所述倒装发光二极管芯片解决了传统倒装LED芯片的P电极N电极容易短路、无隔离槽设计的漏电风险。本申请中所述倒装发光二极管芯片可有效降低漏电风险，提高了产品工作可靠性，提升产品良率。
本申请提供一种倒装发光二极管芯片制作方法，包括
提供晶圆，具有依次设置的衬底、N型半导体层、发光层以及P型半导体层；
提供P极金属层图形，并根据所述P极金属层图形获得第一光刻胶图层，根据所述第一光刻胶图层在所述P型半导体层远离所述发光层的表面制备P极金属层；
提供N型半导体台阶图形，根据所述N型半导体台阶图形获得第二光刻胶图层将所述P极金属层覆盖，并根据所述第二光刻胶图层在所述P型半导体层远离所述发光层的表面进行刻蚀，至所述N型半导体层，形成N型半导体台阶；
提供绝缘层图形，根据所述绝缘层图形获得第三光刻胶图层，并根据所述第三光刻胶图层在设置有所述制备P极金属层的所述晶圆表面制备绝缘层，且露出所述P极金属层和所述N型半导体台阶；
提供电极层图形，根据所述电极层图形获得第四光刻胶图层，并根据所述第四光刻胶图层在所述P极金属层和所述N型半导体台阶表面制备P型金属电极层和N型金属电极层。
本申请提供一种上述倒装发光二极管芯片制作方法，通过所述倒装发光二极管芯片制作方法的四次光刻步骤S20～S50，可以节约了在制备过程中光刻胶、显影液等原料的使用成本。同时，通过所述倒装发光二极管芯片制作方法有效节约了制备时间成本，缩短了倒装LED芯片的光刻制程，有效减少了制造工序，提升产品良率。
并且，通过本申请所述倒装发光二极管芯片制作方法中所述第一光刻胶图层、所述第二光刻胶图层、所述第三光刻胶图层与所述第四光刻胶图层，可以制备获得回字形芯片，使得所述P型金属电极层和所述N型金属电极层形成回字形结构。此时，所述N型金属电极层设置在LED芯片的外围，所述P型金属电极层设置在LED芯片的中心位置。从而，通过所述P型金属电极层和所述N型金属电极层形成回字形结构，使得N型半导体台阶(量子阱)远离芯片边缘，即使LED芯片边缘的绝缘层破损，出现锡膏与P、N极短接，也不会出现漏电失效的情况，解决了传统倒装LED芯片的无隔离槽设计的漏电风险，可有效降低LED芯片的漏电风险，提高了产品工作可靠性，提升产品良率。
附图说明
图1为本申请提供的倒装发光二极管芯片的结构示意图；
图2为本申请提供的一个实施例中P型金属电极层和N型金属电极层的结构示意图一(俯视图)；
图3为本申请提供的一个实施例中P型金属电极层和N型金属电极层的结构示意图二(俯视图)；
图4为本申请提供的一个实施例中P型金属电极层和N型金属电极层的结构示意图三(俯视图)；
图5为本申请提供的一个实施例中P型金属电极层和N型金属电极层的结构示意图四(俯视图)；
图6为本申请提供的一个实施例中P型金属电极层和N型金属电极层的结构示意图四(俯视图)；
图7为本申请提供的一个实施例中P型金属电极层和N型金属电极层的结构示意图四(俯视图)；
图8为本申请提供的P极金属层的高反射率金属层和惰性金属层的结构示意图；
图9为本申请提供的倒装发光二极管芯片制作方法的流程工艺示意图；
图10为本申请提供的第一光刻胶图层的示意图(俯视图)；
图11为本申请提供的第二光刻胶图层的示意图(俯视图)；
图12为本申请提供的第三光刻胶图层的示意图(俯视图)；
图13为本申请提供的第四光刻胶图层的示意图(俯视图)。
附图标记说明
倒装发光二极管芯片100、晶圆10、衬底1、N型半导体层2、发光层8、P型半导体层3、第一光刻胶图层20、P极金属层4、第二光刻胶图层30、N型半导体台阶9、第三光刻胶图层40、绝缘层5、第四光刻胶图层50、P型金属电极层6、N型金属电极层7、高反射率金属层410、惰性金属层420。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参见图1，本申请提供一种倒装发光二极管芯片100包括衬底1、N型半导体层2、P型半导体层3、P极金属层4、绝缘层5、P型金属电极层6、N型金属电极层7、发光层8以及N型半导体台阶9。所述N型半导体层2设置于所述衬底1表面。所述N型半导体层2远离所述衬底1的部分表面依次设置有发光层8、P型半导体层3和P极金属层4。所述N型半导体层2的边缘与所述P型半导体层3的边缘包围形成N型半导体台阶9。所述绝缘层5设置于所述N型半导体台阶9的边缘和所述P极金属层4的边缘，且所述绝缘层5将所述P极金属层4边缘、所述P型半导体层3边缘和所述发光层8边缘覆盖，并露出所述N型半导体台阶9中间部分和所述P极金属层4中间部分。所述N型金属电极层7设置于所述N型半导体台阶9。且所述N型金属电极层7延伸至所述N型半导体台阶9边缘，用以实现与所述N型半导体层2的电连接。所述P型金属电极层6设置于所述P极金属层4，用以实现与所述P型半导体层3的电连接。
所述绝缘层5设置于所述N型半导体台阶9边缘和所述P极金属层4边缘。且所述绝缘层5将所述P极金属层4边缘、所述P型半导体层3边缘和所述发光层8边缘覆盖。从而，露出所述N型半导体台阶9中间部分和所述P极金属层4中间部分。所述N型金属电极层7设置于所述N型半导体台阶9，实现电连接。所述P型金属电极层6设置于所述P极金属层4，实现电连接。
所述N型金属电极层7延伸至所述N型半导体台阶9边缘。在所述倒装发光二极管芯片100四周边缘位置设置所述N型金属电极层7，在所述倒装发光二极管芯片100中间部分设置所述P型金属电极层6。从而，可以使得所述N型金属电极层7与所述P型金属电极层6间隔设置。因此，即使当所述倒装发光二极管芯片100的边缘裂缝破损，出现锡膏与P或N极连接，也不会导致所述P型金属电极层6与所述N型金属电极层7发生短路，出现漏电失效的情况。同时，通过本申请中所述发光层8、所述P型半导体层3以及所述P极金属层4设置于所述倒装发光二极管芯片100的中间部分，使得Mesa台阶(量子阱)远离芯片边缘。所以，本申请中所述倒装发光二极管芯片100解决了传统倒装LED芯片的P电极N电极容易短路、无隔离槽设计的漏电风险。本申请中所述倒装发光二极管芯片100可有效降低漏电风险，提高了产品工作可靠性，提升产品良率。
请参见图2，在一个实施例中，所述N型金属电极层7将所述N型半导体台阶9远离所述P极金属层4的边缘的所述绝缘层5覆盖。所述N型金属电极层7与所述P型金属电极层6包围形成回字形结构，且所述N型金属电极层7与所述P型金属电极层6之间设置有所述绝缘层5。
所述绝缘层5设置于所述N型半导体台阶9边缘和所述P极金属层4边缘，且将所述P极金属层4边缘、所述P型半导体层3边缘和所述发光层8边缘覆盖，并露出所述N型半导体台阶9中间部分和所述P极金属层4中间部分。从而，使得所述绝缘层5形成一个回字形结构，此时回字形结构中间部分为所述P极金属层4，四周边缘部分为所述N型半导体台阶9。同时，所述N型金属电极层7设置于所述N型半导体台阶9，所述P型金属电极层6设置于所述P极金属层4，使得所述P型金属电极层6和所述N型金属电极层7也形成回字形结构。
通过所述P型金属电极层6和所述N型金属电极层7形成回字形结构。此时，所述N型金属电极层7设置在所述倒装发光二极管芯片的外围，所述P型金属电极层6设置在所述倒装发光二极管芯片的中心位置。从而，通过所述发光层8、所述P型半导体层3以及所述P极金属层4的结构使得Mesa台阶(量子阱)远离芯片边缘。即使当所述倒装发光二极管芯片边缘的绝缘层破损，出现锡膏与P电极或N电极短接，也不会出现漏电失效的情况，解决了传统倒装LED芯片的无隔离槽设计的漏电风险，可有效降低所述倒装发光二极管芯片的漏电风险，提高了产品工作可靠性，提升产品良率。
请参见图3-7，在一个实施例中，所述N型金属电极层7包括多个N型子电极层710。多个所述子电极层710间隔设置于所述N型半导体台阶9，且多个所述子电极层710延伸至所述N型半导体台阶9边缘。
通过间隔设置的多个所述子电极层710，可以不将所述N型半导体台阶9边缘全部覆盖。也就说，通过间隔设置的多个所述子电极层710，可以不将所述倒装发光二极管芯片100的边缘全部覆盖，可以间隔的设置多个所述子电极层710，实现电连接。此时，通过间隔设置的多个所述子电极层710可以节省电极材料，节约成本。
在一个实施例中，所述P型金属电极层6包括多个P型子电极层610。多个所述P型子电极层610间隔设置于所述P极金属层4。
通过间隔设置的多个所述P型子电极层610，可以不用将所述P极金属层4全部覆盖。此时，通过多个间隔设置的所述P型子电极层610可以节省电极材料，节约成本。
在一个实施例中，所述P型金属电极层6为十字形结构、三角形结构或圆形结构等，具体结构不限制。
在一个实施例中，所述绝缘层5包括二氧化硅层与氮化硅层，且所述二氧化硅层与所述氮化硅层的比例为1:2～4:1。
所述绝缘层5采用多膜层结构，可以弥补单一膜层的缺点。其中，所述二氧化硅层与所述氮化硅层的比例为1:2～4:1，即可以满足绝缘和抗水汽能力，又可以减少SiN吸光带来的亮度损失，使得所述绝缘层5起到更好的作用。
请参见图8，在一个实施例中，所述P极金属层4包括高反射率金属层410和惰性金属层420，所述高反射率金属层410设置于所述P型半导体层3远离所述发光层8的表面，所述惰性金属层420设置于所述高反射率金属层410远离所述P型半导体层3的表面。
所述P极金属层4为多膜层结构，所述高反射率金属层410为高反射率的金属材料，可以为Ag。所述惰性金属层420为惰性金属材料，可以为Ti，TiW，Pt，Au等，本申请中采用TiW。
在一个实施例中，所述P极金属层4与P型半导体层3之间设置有阻挡层，通过所述倒装发光二极管芯片制作方法可以一步刻蚀，所述阻挡层与所述P型金属电极层6相对设置。
请参见图9，本申请提供一种倒装发光二极管芯片制作方法，包括：
S10，提供晶圆10，具有依次设置的衬底1、N型半导体层2、发光层8以及P型半导体层3；
S20，提供P极金属层图形，并根据所述P极金属层图形获得第一光刻胶图层20，根据所述第一光刻胶图层20在所述P型半导体层3远离所述发光层8的表面制备P极金属层4，并进行退火处理；
S30，提供N型半导体台阶图形，根据所述N型半导体台阶图形获得第二光刻胶图层30将所述P极金属层4覆盖，并根据所述第二光刻胶图层30在所述P型半导体层3远离所述发光层8的表面进行刻蚀，至所述N型半导体层2，形成N型半导体台阶9；
S40，提供绝缘层图形，根据所述绝缘层图形获得第三光刻胶图层40，并根据所述第三光刻胶图层40在设置有所述制备P极金属层4的所述晶圆10表面制备绝缘层5，且露出所述P极金属层4和所述N型半导体台阶9；
S50，提供电极层图形，根据所述电极层图形获得第四光刻胶图层50，并根据所述第四光刻胶图层50在所述P极金属层4和所述N型半导体台阶9表面制备P型金属电极层6和N型金属电极层7。
传统制作方法最少需要采用六道光刻制备过程，才能实现LED芯片的制备，导致了大量原料的浪费，成本偏高，且需要制备的时间比较长，导致产量偏低。然而，通过所述倒装发光二极管芯片制作方法的四次光刻步骤S20～S50，光刻制程次数减少，可以节约了光刻过程中涉及到的光刻胶、显影液等原料的使用成本。并且，在光刻胶去除过程中经常出现去胶不净的现象，导致外观不良、导电性差或者不导电的现象，通过所述倒装发光二极管芯片制作方法的光刻次数的减少可以有效改善由于光刻胶残留带来的良率损失。同时，通过所述倒装发光二极管芯片制作方法有效节约了制备时间成本，缩短了倒装LED芯片的光刻制程，有效减少了制造工序，提升产品良率。
请参见图10-13，在一个实施例中，在所述步骤S20中，所述第一光刻胶图层20为回字形图形，用以将光刻胶旋涂于所述P型半导体层3的四周边缘位置，使得在所述P型半导体层3中间位置制备所述P极金属层4。
所述第二光刻胶图层30与所述第一光刻胶图层20对应设置。所述第二光刻胶图层30为矩形，所述第二光刻胶图层30与所述P型半导体层3组成回字形结构，且所述第二光刻胶图层30将光刻胶旋涂于所述P极金属层4的表面进行覆盖，设置于所述P型半导体层3的中心位置，使得干法刻蚀所述P型半导体层3的四周边缘位置。所述第三光刻胶图层40为回字形图形，使得通过所述第三光刻胶图层40为遮挡制备的所述绝缘层5可以对所述P型金属电极层6和所述N型金属电极层7进行隔绝保护。所述第四光刻胶图层50为回字形结构，使得所述P型金属电极层6和所述N型金属电极层7沉积时形成回字形结构。
传统的制作方法制备获得的倒装LED芯片的P型电极和N型电极分布以及隔离槽工艺使得N型半导体台阶(量子阱)靠近芯片边缘。从而，使得芯片边缘的结构与绝缘材料的特殊性使得芯片边缘在工作过程中极易出现裂缝破损，导致锡膏侵入绝缘层内部使得PN短路，造成LED芯片的失效。
然而，通过本申请所述倒装发光二极管芯片制作方法中所述第一光刻胶图层20、所述第二光刻胶图层30、所述第三光刻胶图层40与所述第四光刻胶图层50，可以制备获得回字形芯片，使得所述P型金属电极层6和所述N型金属电极层7形成回字形结构。此时，所述N型金属电极层7设置在LED芯片的外围，所述P型金属电极层6设置在LED芯片的中心位置。从而，通过所述P型金属电极层6和所述N型金属电极层7形成回字形结构，使得N型半导体台阶(量子阱)远离芯片边缘，即使LED芯片边缘的绝缘层破损，出现锡膏与P、N极短接，也不会出现漏电失效的情况，解决了传统倒装LED芯片的无隔离槽设计的漏电风险，可有效降低LED芯片的漏电风险，提高了产品工作可靠性，提升产品良率。
在所述步骤S10中，所述衬底1可以为蓝宝石衬底，所述N型半导体层2为N型氮化镓层，所述P型半导体层3为P型氮化镓层。在形成所述晶圆10后进行清洗，去除表面残留的有机物、金属离子、部分氧化物。
在一个实施例中，所述步骤S20包括：
S210，在所述P型半导体层3远离所述发光层8的表面旋涂光刻胶，并进行曝光，将所述P极金属层图形转移到光刻胶上，并通过显影将多余的光刻胶去除，获得所述第一光刻胶图层20；
S220，根据所述第一光刻胶图层20，在所述P型半导体层3远离所述发光层8的表面沉积所述P极金属层4；
S230，沉积所述P极金属层4后，将所述第一光刻胶图层20去除。
在所述步骤S210中，在黄光车间完成所述晶圆10表面光刻胶的涂覆，再使用曝光机通过Mask板曝光，将所述P极金属层图形转移到光刻胶上，然后通过显影，将多余的光刻胶去除，获得所述第一光刻胶图层20。在所述步骤S220中，通过蒸镀工艺，以所述第一光刻胶图层20为遮挡，在所述晶圆10表面沉积所述P极金属层4。在所述步骤S230中，通过湿法剥离工艺，将所述第一光刻胶图层20去除，形成所述P极金属层4。
在一个实施例中，将沉积有所述P极金属层4的所述晶圆10进行退火工艺，可以降低膜层应力。同时，使得所述P极金属层4与所述P型半导体层3形成良好的欧姆接触。其中，退火时可以采用高温快速退火，也可以采用低温慢速退火。本申请中采用500℃下退火5分钟的高温快速退火。
在一个实施例中，所述步骤S30包括：
S310，在所述P极金属层4表面旋涂光刻胶，并进行曝光，将所述N型半导体台阶图形转移到光刻胶上，并通过显影将多余的光刻胶去除，获得所述第二光刻胶图层30，用以将所述P极金属层4覆盖；
S320，根据所述第二光刻胶图层30，在所述P型半导体层3远离所述发光层8的表面进行干法刻蚀，至所述N型半导体层2，形成所述N型半导体台阶9；
S330，将所述第二光刻胶图层30去除。
在所述步骤S310中，在所述P极金属层4表面旋涂光刻胶，且将所述P极金属层4覆盖。再使用曝光机通过Mask板曝光，将所述N型半导体台阶图形转移到光刻胶上，并通过显影将多余的光刻胶去除，使得光刻胶覆盖所述P极金属层4，露出待刻蚀区域，形成所述第二光刻胶图层30。在所述步骤S320中，采用干法刻蚀工艺刻蚀至所述N型半导体层2，形成所述N型半导体台阶9，用以通过所述N型半导体台阶9实现所述N型金属电极层7与所述N型半导体层2的电连接。
在一个实施例中，对通过所述步骤S30后的所述晶圆10进行酸清洗，去除表面残留无用氧化物。
在一个实施例中，所述步骤S40包括：
S410，在所述P极金属层4、所述P型半导体层3、所述发光层8与所述N型半导体台阶9表面沉积绝缘层材料；
S420，在所述绝缘层材料表面旋涂光刻胶，并进行曝光，将所述绝缘层图形转移到光刻胶上，并通过显影将多余的光刻胶去除，获得所述第三光刻胶图层40，露出待刻蚀区域；
S430，根据所述第三光刻胶图层40，对所述绝缘层材料进行干法刻蚀，露出所述P极金属层4和所述N型半导体台阶9，形成所述绝缘层5。
在所述步骤S410中，通过等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)，在所述P极金属层4、所述P型半导体层3、所述发光层8与所述N型半导体台阶9表面沉积绝缘层材料(即对通过所述步骤S30后的所述晶圆10的表面)，成膜质量好。所述绝缘层材料可以为SiO2、SiN等。
在所述步骤S420中，在所述绝缘层材料表面旋涂光刻胶，并使用曝光机通过Mask板进行曝光，将所述绝缘层图形转移到光刻胶上，并通过显影将多余的光刻胶去除，露出待刻蚀区域，形成所述第三光刻胶图层40。在所述步骤S430中，采用干法刻蚀工艺进行刻蚀，露出所述P极金属层4和所述N型半导体台阶9，形成所述绝缘层5。
在一个实施例中，所述步骤S50包括：
S510，在所述绝缘层5、所述P极金属层4和所述N型半导体台阶9的表面旋涂光刻胶，并进行曝光，将所述电极层图形转移到光刻胶上，并通过显影将多余的光刻胶去除，获得所述第四光刻胶图层50；
S520，根据所述第四光刻胶图层50，在所述N型半导体台阶9表面沉积所述N型金属电极层7，在所述P极金属层4表面沉积所述P型金属电极层6；
S530，将所述第四光刻胶图层50去除。
在所述步骤S510中，在所述绝缘层5、所述P极金属层4和所述N型半导体台阶9的表面旋涂光刻胶，再使用曝光机通过Mask板曝光，将所述电极层图形转移到光刻胶上，并通过显影将多余的光刻胶去除，即在所述晶圆10表面形成所需的所述第四光刻胶图层50。
在所述步骤S520中，将设置有所述第四光刻胶图层50的所述晶圆10采用离子清洗或酸清洗进行表面清洗，去除表面残留光刻胶及表面氧化物。通过蒸镀工艺，在根据所述第四光刻胶图层50，在所述绝缘层5和所述P极金属层4表面沉积所述P型金属电极层6，在所述绝缘层5和所述N型半导体台阶9表面沉积所述N型金属电极层7，从而实现所述P型金属电极层6和所述P型半导体层3的电连接，所述N型金属电极层7和所述N型半导体层2的电连接。
其中，所述P型金属电极层6和所述N型金属电极层7采用高反射金属材料，使得可以与所述N型半导体层2形成欧姆接触，且所述P型半导体层3的电流注入。本申请中采用材料为铝。
因此，通过上述所述倒装发光二极管芯片制作方法可以通过四次光刻制作，完成整个倒装LED芯片的制备，制备工序简单、节省了制作工序，耗时短且成本低。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种倒装发光二极管芯片，其特征在于，包括：
衬底(1)；
N型半导体层(2)，设置于所述衬底(1)表面，所述N型半导体层(2)远离所述衬底(1)的部分表面依次设置有发光层(8)、P型半导体层(3)和P极金属层(4)；
所述N型半导体层(2)的边缘与所述P型半导体层(3)的边缘包围形成N型半导体台阶(9)；
绝缘层(5)，设置于所述N型半导体台阶(9)的边缘和所述P极金属层(4)的边缘，且所述绝缘层(5)将所述P极金属层(4)边缘、所述P型半导体层(3)边缘和所述发光层(8)边缘覆盖，并露出所述N型半导体台阶(9)中间部分和所述P极金属层(4)中间部分；
N型金属电极层(7)，设置于所述N型半导体台阶(9)，且所述N型金属电极层(7)延伸至所述N型半导体台阶(9)边缘，用以实现与所述N型半导体层(2)的电连接；
P型金属电极层(6)，设置于所述P极金属层(4)，用以实现与所述P型半导体层(3)的电连接。
2.如权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述N型金属电极层(7)将所述N型半导体台阶(9)远离所述P极金属层(4)的边缘的所述绝缘层(5)覆盖。
3.如权利要求2所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述N型金属电极层(7)与所述P型金属电极层(6)包围形成回字形结构，且所述N型金属电极层(7)与所述P型金属电极层(6)之间设置有所述绝缘层(5)。
4.如权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述N型金属电极层(7)包括：
多个N型子电极层(710)，多个所述子电极层(710)间隔设置于所述N型半导体台阶(9)，且多个所述子电极层(710)延伸至所述N型半导体台阶(9)边缘。
5.如权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述P型金属电极层(6)包括：
多个P型子电极层(610)，多个所述P型子电极层(610)间隔设置于所述P极金属层(4)。
6.如权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述P型金属电极层(6)为十字形结构、三角形结构或圆形结构等。
7.如权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述绝缘层(5)包括二氧化硅层与氮化硅层，且所述二氧化硅层与所述氮化硅层的比例为1:2～4:1。
8.如权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述P极金属层(4)包括高反射率金属层(410)和惰性金属层(420)，所述高反射率金属层(410)设置于所述P型半导体层3远离所述发光层8的表面，所述惰性金属层(420)设置于所述高反射率金属层(410)远离所述P型半导体层3的表面。
9.一种倒装发光二极管芯片制作方法，其特征在于，包括：
提供晶圆(10)，具有依次设置的衬底(1)、N型半导体层(2)、发光层(8)以及P型半导体层(3)；
提供P极金属层图形，并根据所述P极金属层图形获得第一光刻胶图层(20)，根据所述第一光刻胶图层(20)在所述P型半导体层(3)远离所述发光层(8)的表面制备P极金属层(4)；
提供N型半导体台阶图形，根据所述N型半导体台阶图形获得第二光刻胶图层(30)将所述P极金属层(4)覆盖，并根据所述第二光刻胶图层(30)在所述P型半导体层(3)远离所述发光层(8)的表面进行刻蚀，至所述N型半导体层(2)，形成N型半导体台阶(9)；
提供绝缘层图形，根据所述绝缘层图形获得第三光刻胶图层(40)，并根据所述第三光刻胶图层(40)在设置有所述制备P极金属层(4)的所述晶圆(10)表面制备绝缘层(5)，且露出所述P极金属层(4)和所述N型半导体台阶(9)；
提供电极层图形，根据所述电极层图形获得第四光刻胶图层(50)，并根据所述第四光刻胶图层(50)在所述P极金属层(4)和所述N型半导体台阶(9)表面制备P型金属电极层(6)和N型金属电极层(7)。
10.如权利要求9所述的倒装发光二极管芯片制作方法，其特征在于，所述第一光刻胶图层(20)为回字形图形，用以将光刻胶旋涂于所述P型半导体层(3)的四周边缘位置，使得在所述P型半导体层(3)中间位置制备所述P极金属层(4)。
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CN116646435A (zh) * 2023-07-26 2023-08-25 江西兆驰半导体有限公司 一种倒装发光二极管芯片及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968094A (zh) * 2020-07-13 2021-06-15 重庆康佳光电技术研究院有限公司 一种倒装led芯片及其制备方法、显示面板
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