CN112366254B - 一种led芯片制备方法及其led芯片 - Google Patents
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- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
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Abstract
本发明提供了一种LED芯片制备方法及其LED芯片，其中，制备方法包括：在P型外延层的上表面生长过渡层，所述P型外延层的上表面包括第一区域和第二区域，其中，所述第二区域用于生长电流阻挡层；清除所述第二区域的过渡层。本发明提供的LED芯片制备方法，通过在P型外延层的非电流阻挡层区域采用过渡层作为保护层的特殊工艺，改善了芯片因P型欧姆接触恶化造成的电压高和报废问题，有效提高芯片良率。本发明提供的LED芯片具有电学性能好、芯片良率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种LED芯片制备方法及其LED芯片。
背景技术
传统的氮化镓基LED(Light Emitting Diode)芯片因为衬底不导电，因此N和P电极都制作在芯片出光面的同一侧，其中，P电极由薄的透明导电层和厚的金属焊盘构成，这种结构的P电极位于芯片出光面上时，P电极的金属焊盘会挡住P电极下方的有源层发出的光。此外，由于N型外延层和透明导电层的电阻率不同会导致局部区域电流密度过高，进而形成电流拥挤的现象，使发光均匀性、远场发射的稳定性、LED的光提取效率都受到消极影响，降低了LED的可靠性。
为了克服上述缺陷，现阶段通常在P电极正下方(透明导电层与P型外延层之间)制作一层电流阻挡层(Current Blocking Layer，简称CBL)，CBL一方面可以阻挡电流朝P电极下方扩散，减小流向P电极金属下方有源区的电流密度，从而减小由于P电极金属吸光、挡光而造成的光损失，另一方面可以将电流引导至远离P电极的区域，减小P电极附近电流拥挤，提高出光功率。
但是，在沉积CBL的过程中，由于高能离子对P型外延层表面的轰击产生能级缺陷等原因，P型外延层的欧姆接触常常会恶化。尤其当通过降低P型外延层的厚度以提高外量子效率时，P型外延层更加容易受沉积CBL的影响而使欧姆接触变差，造成大量的芯片电压高甚至报废，给LED芯片厂带来了极大的经济损失和品质隐患。
目前LED芯片生产工艺主要采用两种方式降低CBL沉积对P型外延层造成的损伤，其中一种方式为降低沉积射频RF功率，但是对于工艺流程和机台而言，太低的RF射频功率导致腔体无法起辉，并且RF功率过低会使成膜粗糙度大、针孔密度大而不利于控制芯片良率；另外一种方式是高温退火修复P型外延层，但这种方法制程时间长能耗高。
发明内容
本发明提供一种LED芯片制备方法，该制备方法操作简单，通过在P型外延层的非电流阻挡层区域采用过渡层进行保护，不仅降低了制作电流阻挡层时对P型外延层造成欧姆接触恶化，还能够充分发挥电流阻挡层的功能特性，从而减少LED芯片因P型外延层欧姆接触恶化造成的电压高和报废问题，最终提高芯片良率。
本发明还提供一种LED芯片，该芯片具有电学性能好、芯片良率高的优点。
本发明提供一种LED芯片制备方法。图1为本发明提供的LED芯片制备方法流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101：在P型外延层的上表面生长过渡层，P型外延层的上表面包括第一区域和第二区域，其中，第二区域用于生长电流阻挡层。
S102：清除第二区域的过渡层。
图2A为本发明LED芯片的结构示意图，如图2A所示，本发明制备方法得到的LED芯片由下至上依次包括衬底101、N型外延层102、量子阱层103、P型外延层104、电流阻挡层106、透明导电层107、钝化层108、金属N、P电极109，本发明通过在电流阻挡层106生长之前进行预保护，从而降低制作电流阻挡层106对P型外延层104的损伤，优化P型外延层104的欧姆接触特性，使芯片的电压降低、芯片良率提高。此外，上述N型外延层102、量子阱层103、P型外延层104、电流阻挡层106、透明导电层107、钝化层108、金属N、P电极109的生长方法可以与本领域现阶段的生长方法相同。
具体地，本发明的P型外延层104的上表面指的是P型外延层104远离量子阱层103的表面，该P型外延层104的上表面包括第一区域和第二区域，其中，第二区域用于生长电流阻挡层106。
S101中，在P型外延层104的上表面生长过渡层105，其中，该过渡层105覆盖第一区域和第二区域。之后，通过清除第二区域的过渡层105而暴露P型外延层104的第二区域，从而能够使后续的电流阻挡层106生长在第二区域。其中，清除第二区域的过渡层105的方法例如可以为光刻、化学腐蚀的方法。S102完成后，芯片的结构如图2B所示。
由于在第一区域保留了过渡层105，因此后续在生长电流阻挡层106的过程中，过渡层105能够对第一区域进行保护，从而缩小电流阻挡层106生长对P型外延层104造成的损伤范围，维护了大面积P型外延层104的功能有效性，使P型外延层104的欧姆接触特性得到了改善，从而使芯片电压降低、芯片良率提高。
此外，由于过渡层105对第一区域的保护，在生长电流阻挡层106时也无需降低功率而导致腔体无法起辉，通过制备致密及针孔密度小的电流阻挡层106从而使电流阻挡层106发挥正常的特性，起到减小P电极附近电流拥挤，提高出光功率的作用。
并且，本发明的制备方法简单高效，无需额外对P型外延层104进行高温退火修复。
本发明对过渡层105的材料不做具体限制，只要能够在P型外延层104的上表面形成致密的膜层结构均可作为本发明的过渡层105的材料，能够理解，不同的材料对P型外延层104的保护力不同，因此在具体应用过程中可以根据过渡层105材料的不同而调节过渡层105的厚度，从而保证过渡层105对P型外延层104的保护力。
在S102之后，本发明LED芯片制备方法还包括下述步骤：
S103：在第一区域的过渡层的上表面和第二区域的P型外延层的上表面生长电流阻挡层。
S104：清除第一区域的过渡层以及过渡层上表面的电流阻挡层。
本发明通过电流阻挡层106的生长以减小P电极附近的电流密度，提高LED芯片的出光率。在S103中，电流阻挡层106均匀地生长在第一区域过渡层105的上表面和第二区域P型外延层104的上表面，由于第一区域的过渡层105对P型外延层104第一区域的具有保护作用，因此能够避免生长电流阻挡层106时对其造成的损伤，保证了P型外延层104的欧姆接触性能。电流阻挡层106的生长方法可以采用本领域常规方法，例如等离子体增强化学气相法(PECVD)。S103完成后，芯片的结构如2C所示。
在S104中，通过去除第一区域的功能层(过渡层105以及过渡层105上表面的电流阻挡层106)、保留第二区域的电流阻挡层106而完成本发明欲制备的LED芯片的电流阻挡层106的生长。S104结束后，芯片的结构如图2D所示。
在具体实施过程中，可以使用以下方法进行第一区域功能层的去除。
首先使用BOE(Buffered Oxide Etch，缓冲氧化物刻蚀液，由49％氢氟酸与水或氟化铵与水混合而成)腐蚀掉过渡层105上表面的电流阻挡层106，BOE腐蚀时间为：20-600s；去除过渡层105上表面的电流阻挡层106后，露出第一区域的过渡层105，使用化学腐蚀的方法将其清除。最后需通过有机超声清洗去除残留的光刻胶。
为进一步实现本发明的技术目的，可以通过选用金属氧化物作为过渡层105的材料从而使过渡层105在相对较低的厚度下实现对P型外延层104的保护。
在一种具体实施方式中，金属氧化物可为氧化铟锡、氧化锌和氧化铝薄膜的一种或多种。发明人在研究过程中发现，上述金属氧化物在用作过渡层105进行使用时具有硬度高、机械强度高、化学成分稳定、不易热分解、易于去除的优点，能够有效抵挡电流阻挡层106沉积时大量活性H和O原子给P型外延层104造成的损伤，并能在发挥完保护作用后快速去除。
进一步地，过渡层105的制作可以采用电子束蒸发法。为了尽可降低制作过渡层105对P型外延层造成损伤，相比于溅射、激光、化学气相沉积等传统蒸发等镀膜方式，本发明中可以采用电子束蒸发法进行过渡层105的制作。电子束蒸发法在沉积过程中不会裂解出活性原子，因此对P型外延层104基本无损伤。电子束蒸发法利用电磁场的配合可以精准地利用高能电子轰击坩埚内靶材，电子的动能转换成热能使镀膜材料加热蒸发，从而可以在P型外延层104上镀出高纯度高精度的薄膜。
能够理解，在通过电子束蒸发生长过渡层105的过程中，电子束蒸发的蒸发温度需要大于过渡层105材料的气化温度。进一步地，当过渡层105材料为氧化铟锡、氧化锌和氧化铝薄膜的一种或多种时，为了使过渡层105具有致密的薄膜和小的针孔密度，可以控制电子束蒸发的蒸发温度为250-360℃，进一步，还可以控制腔体压力为10-4-10-6Pa。
为了获得致密性高、针孔密度小的过渡层105，在电子束蒸发法制作过渡层105时可以分为三段式蒸发：其中，第一段的蒸发速度为0.01-0.05nm/s，蒸发时间为100-200s；第二段的蒸发速度为0.05-0.1nm/s，蒸发时间为500-1000s；第三段的蒸发速度为0.1-0.15nm/s，蒸发时间为240-3000s。例如，第一段的蒸发速度为0.03nm/s，第二段的蒸发速度为0.08nm/s，第三段的蒸发速度为0.12nm/s。
进一步地，过渡层105的厚度为50-500nm，该厚度范围可以有效保护P型外延层104的同时也不会过多增加制作成本。
值得注意的是，为了更好地在P型外延层104上沉积过渡层105，外延片在使用前需要清洗，本发明指的外延片自下向上依次包括衬底101、N型外延层102、量子阱层103、P型外延层104，其可以通过商购或者自制的方式获得，具体包括：(1)酒精或异丙醇超声清洗15-30min，温度设定为25-45℃，超声功率设定为50-500W；(2)去胶清洗15-30min，去胶温度设定为70-95℃，超声功率设定为30-50W；(3)511强酸溶液(硫酸：双氧水：水＝5:1:1)清洗，此步主要为了去除外延片中的顽固性有机物质和残留的痕量金属离子，清洗时间2-10min，温度为30-150℃。
本发明对电流阻挡层106的材料不做过多限定，可以是本领域常用的材料，例如电流阻挡层106的材料可以选自SiO2、SiNx、SiON中的一种或多种。
进一步地，电流阻挡层106的厚度为50-300nm，该厚度可以有效保证电流阻挡层106的出光效率。
进一步地，由于本发明中过渡层105对P型外延层的保护，因此在使用PECVD法沉积电流阻挡层106时，无需采用控制PECVD法射频功率的方式而降低对P型外延层104的损伤，即，本发明能够在PECVD法沉积电流阻挡层106时使用较高的沉积射频RF功率，既能够使腔体顺利起辉而进行电流阻挡层106的沉积，还能使成电流阻挡层106具有致密的薄膜和适宜的针孔密度，从而保证了电流阻挡层106的功能特性，有利于芯片出光效率的改善。具体地，本发明的PECVD法沉积电流阻挡层106时的射频功率可以为15-100W。
在一种实施方式中，PECVD法沉积电流阻挡层106的操作条件可以为：成膜温度为150-350℃、腔体压力为500-2500mtorr、气体流量为SiH4：50-200sccm，N2O：300-1200sccm，N2：300-1000sccm，NH3：0-50sccm。
在S104之后，本发明LED芯片制备方法还包括：
S105：依次制作P-N台阶、透明导电层107、钝化层108、金属N、P电极109。
在一种具体的实施方式中，可以通过对P-N台阶、透明导电层107、钝化层108、金属N、P电极109的制作条件进行以下进一步限定，从而保证所制备得到的芯片电学性能更加优良，例如使芯片的电压更低。
S105可以细分为以下几个步骤：
(1)制作P-N台阶。在制作好电流阻挡层106的外延片表面上，通过光刻制作出MESA图形，用干法刻蚀的方法有选择性地去除P型外延层104和量子阱层103，露出N型外延层102，从而形成P-N台阶。为保证MESA线宽和斜坡角度，MESA光刻后的烘烤温度为120-150℃，烘烤时间为15-40min。上述干法刻蚀的条件为：腔体压力为3-15mtorr；上功率为200-500W，下功率为50-100W；刻蚀气体流量为BCl3：3-30sccm、Cl2：10-150sccm、Ar：0-100sccm；刻蚀深度为1100-1800nm。
(2)制作透明导电层107。制作透明导电层107可使芯片获得良好的P型欧姆接触和透光性，透明导电层107的材料可选自氧化铟锡、氧化锌、镍、金中的一种或多种；透明导电层107的厚度为10-300nm。为同时为获得良好的透光性和低电阻特性，需要对透明导电层107进行高温退火处理，退火温度为300-700℃，退火时间3-60min。最后需通过光刻、化学腐蚀、清洗的方法去除不需要的透明导电层107，留下需要的透明导电层107，此时芯片的结构示意图如图2E所示。
(3)制作钝化层108。钝化层108在LED芯片中的作用主要是对芯片起保护作用，避免LED芯片在工作过程中受到杂质离子的吸附，从而减少芯片漏电现象的发生；此外，钝化层108还能够降低芯片与空气之间的折射率，从而降低菲涅尔损失和临界角损失。本发明采用的钝化层108材料选自SiNx、SiO2、SiON、Al2O3中的一种或多种，钝化层108厚度为80-900nm。
(4)制作金属N、P电极109。在钝化层108上用负胶做光刻，通过plasma打胶、腐蚀制作出P和N电极的位置，接着使用真空镀膜技术或磁控溅射技术在做完负胶光刻的外延片上沉积电极金属，再剥离掉除电极以外的金属并去胶清洗，此时在P型外延层104上形成了P电极，在N型外延层102上形成了N电极。进一步地，为保证金属N、P电极109的粘附性和可焊性以及电极与外延片的N型欧姆接触和P型欧姆接触，电极结构由下到上可选自Cr、Pt、Au或Ni、Al、Cr、Ni、Au或Cr、Al、Ti、Pt、Au或Cr、Al、Ti、Al或Cr、Al、Ti、Pt、Au或Cr、Al、Ti、Au或Ni、Al、Cr、Pt、Au或Cr、Al、Cr、Pt、Au等结构中的一种；金属N、P电极109的总厚度为800-3000nm。最后需对金属N、P电极109进行退火处理，退火温度为150-350℃，退火时间为10-60min。
至此本发明的LED芯片制备完成，LED芯片结构的俯视图如图3所示。
最后需要说明的是，电流阻挡层106的制作和P-N台阶制作可以互相调换顺序。
本发明还提供一种LED芯片，该LED芯片根据本发明提供的LED芯片制备方法制得。
本发明提供的LED芯片制备方法可以有效改善制作电流阻挡层时对P型外延层造成的欧姆接触恶化，从而减少LED芯片因P型外延层欧姆接触恶化造成的电压高和报废问题。根据本发明提供的LED芯片制备方法所制得的LED芯片具有电学性能好、芯片良率高等优点。
附图说明
图1为本发明LED芯片制备方法流程图；
图2A为本发明LED芯片的结构示意图；
图2B为本发明LED芯片制备过程中芯片的中间结构示意图；
图2C为本发明LED芯片制备过程中芯片的中间结构示意图；
图2D为本发明LED芯片制备过程中芯片的中间结构示意图；
图2E为本发明LED芯片制备过程中芯片的中间结构示意图；
图3为本发明LED芯片的俯视图；
图4为本发明实施例1中的芯片1和芯片4的电流-电压测试曲线。
附图标记说明：
101：衬底；
102：N型外延层；
103：量子阱层；
104：P型外延层；
105：过渡层；
106：电流阻挡层；
107：透明导电层；
108：钝化层；
109：金属N、P电极。
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，下面将结合本发明的实施例，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。
下述实施例与对比例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例与对比例中所用的材料、试剂等如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例LED芯片制备方法包括以下步骤，请同时参考图2A-2E：
1)选取同炉同圈蓝光外延片6片，对外延片进行清洗后，挑选其中3片(编号123)为A组，在A组的P型外延层104的上表面使用电子束蒸发法蒸发厚度为100nm的氧化铟锡膜作为过渡层105，此时过渡层105覆盖包括第一区域和第二区域的整个P型外延层104的上表面，接着，使用光刻、化学腐蚀的方法去除第二区域的过渡层105。
上述的过程中，电子束蒸发法制作过渡层105分为三段式蒸发：第一段的蒸发速度为0.02nm/s，蒸发时间为500s；第二段的蒸发速度为0.06nm/s，蒸发时间为300s；第三段的蒸发速度为0.1nm/s，蒸发时间为720s。蒸发温度为300℃，腔体压力为3×10-4Pa。
另外3片(编号456)为B组，按传统工艺制作，未制作过渡层105，作为对照组。
2)在A组外延片的P型外延层104上表面的第二区域以及第一区域的过渡层105上使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2膜作为电流阻挡层106，使用BOE腐蚀掉过渡层105上表面的电流阻挡层106后露出第一区域的过渡层105，随后使用化学腐蚀法将第一区域的过渡层105去除，再通过有机超声清洗去除残余的光刻胶，形成CBL图形。
在B组外延片的P型外延层104上表面全部区域使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2膜作为电流阻挡层106，通过光刻、腐蚀、去胶在第二区域形成CBL图形。
上述的过程中，PECVD法沉积电流阻挡层106的射频功率为35W、成膜温度为300℃、腔体压力为1500mtorr、气体流量为SiH4：200sccm，N2O：1000sccm，N2：500sccm。
3)在A组和B组外延片的P型外延层104上表面上使用电子束蒸发法蒸发厚度为230nm的氧化铟锡膜作为透明导电层107；同时干法刻蚀出P-N台阶，芯片尺寸为10×30mil。
4)在透明导电层107沉积完成后，使用PECVD法同时在A组和B组外延片上沉积厚度为230nm的SiON膜作为钝化层108，利用负胶光刻、湿法刻蚀钝化层108做出P、N电极位置，使用电子束蒸发法从下到上依次蒸发Ni、Al、Cr、Ni、Au作为P、N电极109，电极各层金属厚度分别为：3nm、200nm、20nm、200nm、1000nm，最后进行剥离、去胶，得到COW(Chip On Wafer)芯片。
对实施例1所制备得到的COW芯片进行以下光电参数的检测：
1、光输出功率LOP(Light Output Power)
检测方法：使用维明LED-Tester机台将合金探针分别扎在芯片的N、P电极中，通正向电流150mA，即可得到LOP值。
2、正向电压VF(Forward Voltage)
检测方法：使用维明LED-Tester机台将合金探针分别扎在芯片的N、P电极中，通正向电流150mA，即可得到VF值。
3、反向漏电IR(Current Intensity Resverse)良率
检测方法：使用维明LED-Tester机台将合金探针分别扎在芯片的N、P电极中，通反向电压-10V，即可得到IR良率值。
4、抗静电释放ESD(Electro-Static Discharge)良率
检测方法：使用维明LED-Tester机台将合金探针分别扎在芯片的N、P电极中，通反向电压-200V，即可得到ESD良率值。
实施例1中的COW芯片光电参数测试结果如表1所示。
表1
正向电压VF能够直接反映芯片P型欧姆接触的优劣。对于同等尺寸的芯片，VF越小，P型欧姆接触越好。ESD良率和IR良率也间接反映了芯片的整体性能。从表1可以看出，对于10×30mil尺寸的芯片来说，A组芯片的P型欧姆接触更为良好，相比于B组芯片VF下降1％左右。
挑选A组和B组的相邻芯片，在不同电流下测试电压VF，数据整理如图4。从图4中可以看出，编号为1的A组芯片在不同电流下比编号为4的B组芯片电压低，表现出更好的P型欧姆接触特性。
实施例2
本实施例LED芯片制备方法包括以下步骤，请同时参考图2A-2E：
1)选取同炉同圈蓝光外延片22片，对外延片进行清洗后，挑选其11片(编号1-11)为A组，在P外延层104的上表面使用电子束蒸发法蒸发厚度为200nm的氧化铟锡膜作为过渡层105，此时过渡层105覆盖包括第一区域和第二区域的整个P型外延层104的上表面，接着，使用光刻、化学腐蚀的方法去除第二区域的过渡层105。
上述的过程中，电子束蒸发法制作过渡层105分为三段式蒸发：第一段的蒸发速度为0.05nm/s，蒸发时间为500s；第二段的蒸发速度为0.06nm/s，蒸发时间为1000s；第三段的蒸发速度为0.12nm/s，蒸发时间为960s。蒸发温度为310℃，腔体压力为2.8×10-4Pa。
另外11片(编号12-22)为B组，按传统工艺制作，未制作过渡层105，作为对照组。
2)在A组外延片的P型外延层104上表面的第二区域以及第一区域的过渡层105上使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2-SiON膜作为电流阻挡层106，使用BOE腐蚀掉过渡层105上表面的电流阻挡层106后露出第一区域的过渡层105，随后使用化学腐蚀法将第一区域的过渡层105去除，再通过有机超声清洗去除残余的光刻胶，形成CBL图形。
在B组外延片的P型外延层104上表面全部区域使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2-SiON膜作为电流阻挡层106，通过光刻、腐蚀、去胶在第二区域形成CBL图形。
上述的过程中，PECVD法沉积电流阻挡层106的射频功率为35W、成膜温度为320℃、腔体压力为1400mtorr、气体流量为SiH4：200sccm，N2O：1200sccm，N2：480sccm。
3)在A组和B组外延片的P型外延层104上表面上使用电子束蒸发法蒸发厚度为230nm的氧化铟锡膜作为透明导电层107；同时干法刻蚀出P-N台阶，芯片尺寸为12×12mil。
4)在透明导电层107沉积完成后，使用PECVD法同时在A组和B组外延片上沉积厚度为230nm的SiO2-SiON膜作为钝化层108，利用负胶光刻、湿法刻蚀钝化层108做出P、N电极位置，使用电子束蒸发法从下到上依次蒸发Ni、Al、Cr、Pt、Au作为P、N电极109，电极各层金属厚度分别为：2nm、300nm、10nm、100nm、1000nm，最后进行剥离、去胶，得到COW芯片。
对实施例2所制备得到的COW芯片进行与实施例1相同的光电参数的检测，IR良率和ESD良率的检测与实施例1一致，LOP与VF的检测随芯片尺寸与芯片光色的不同，通入的正向电流值一般会有所不同，检测实施例2中COW芯片的LOP与VF时，通入的正向电流值为20mA。
实施例2中的COW芯片光电参数测试结果如表2所示。
表2
从表2可以看出，对于12×12mil尺寸的芯片来说，A组芯片的P型欧姆接触更为良好，相比于B组芯片电压下降1.3％左右。
实施例3
本实施例LED芯片制备方法包括以下步骤，请同时参考图2A-2E：
1)选取同炉同圈绿光外延片20片，对外延片进行清洗后，挑选其10片(编号1-10)为A组，在P外延层104的上表面使用电子束蒸发法蒸发厚度为200nm的氧化铝膜作为过渡层105，此时过渡层105覆盖包括第一区域和第二区域的整个P型外延层104的上表面，接着，使用光刻、化学腐蚀的方法去除第二区域的过渡层105。
上述的过程中，电子束蒸发法制作过渡层105分为三段式蒸发：第一段的蒸发速度为0.03nm/s，蒸发时间为1000s；第二段的蒸发速度为0.05nm/s，蒸发时间为1000s；第三段的蒸发速度为0.13nm/s，蒸发时间为925s。蒸发温度为300℃，腔体压力为2.5×10-4Pa。
另外10片(编号11-20)为B组，按传统工艺制作，未制作过渡层105，作为对照组。
2)在A组外延片的P型外延层104上表面的第二区域以及第一区域的过渡层105上使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiON膜作为电流阻挡层106，使用BOE腐蚀掉过渡层105上表面的电流阻挡层106后露出第一区域的过渡层105，随后使用化学腐蚀法将第一区域的过渡层105去除，再通过有机超声清洗去除残余的光刻胶，形成CBL图形。
在B组外延片的P型外延层104上表面全部区域使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiON膜作为电流阻挡层106，通过光刻、腐蚀、去胶在第二区域形成CBL图形。
上述的过程中，PECVD法沉积电流阻挡层106的射频功率为40W、成膜温度为300℃、腔体压力为1350mtorr、气体流量为SiH4：180sccm，N2O：600sccm，N2：250sccm。
3)在A组和B组外延片的P型外延层104上表面上使用电子束蒸发法蒸发厚度为230nm的氧化铟锡膜作为透明导电层107；同时干法刻蚀出P-N台阶，芯片尺寸为6×11mil。
4)在透明导电层107沉积完成后，使用PECVD法同时在A组和B组外延片上沉积厚度为270nm的SiO2-SiON膜作为钝化层108，利用负胶光刻、湿法刻蚀钝化层108做出P、N电极位置，使用电子束蒸发法从下到上依次蒸发Cr、Al、Cr、Pt、Au作为P、N电极109，电极各层金属厚度分别为：2nm、200nm、10nm、100nm、1000nm，最后进行剥离、去胶，得到COW芯片。
对实施例3所制备得到的COW芯片进行与实施例1相同的光电参数的检测，IR良率和ESD良率的检测与实施例1一致，LOP与VF的检测，与实施例1通入的正向电流值不同，实施例3通入的正向电流值为20mA。
实施例3中的COW芯片光电参数测试结果如表3所示。
表3
从表3可以看出，对于6×11mil尺寸的芯片来说，A组芯片的P型欧姆接触更为良好，相比于B组芯片电压下降2.6％左右，同时也反映出了绿光外延片的P型外延层更容易受到损伤。
实施例4
本实施例LED芯片制备方法包括以下步骤，请同时参考图2A-2E：
1)选取同炉同圈紫光外延片20片，对外延片进行清洗后，挑选其10片(编号1-10)为A组，在P外延层104的上表面使用电子束蒸发法蒸发厚度为200nm的氧化铝膜作为过渡层105，此时过渡层105覆盖包括第一区域和第二区域的整个P型外延层104的上表面，接着，使用光刻、化学腐蚀的方法去除第二区域的过渡层105。
上述的过程中，电子束蒸发法制作过渡层105分为三段式蒸发：第一段的蒸发速度为0.02nm/s，蒸发时间为1000s；第二段的蒸发速度为0.1nm/s，蒸发时间为800s；第三段的蒸发速度为0.13nm/s，蒸发时间为770s。蒸发温度为320℃，腔体压力为4×10-4Pa。
另外10片(编号11-20)为B组，按传统工艺制作，未制作过渡层105，作为对照组。
2)在A组外延片的P型外延层104上表面的第二区域以及第一区域的过渡层105上使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2-SiON膜作为电流阻挡层106，使用BOE腐蚀掉过渡层105上表面的电流阻挡层106后露出第一区域的过渡层105，随后使用化学腐蚀法将第一区域的过渡层105去除，再通过有机超声清洗去除残余的光刻胶，形成CBL图形。
在B组外延片的P型外延层104上表面全部区域使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2-SiON膜作为电流阻挡层106，通过光刻、腐蚀、去胶在第二区域形成CBL图形。
上述的过程中，PECVD法沉积电流阻挡层106的射频功率为35W、成膜温度为310℃、腔体压力为1420mtorr、气体流量为SiH4：205sccm，N2O：1000sccm，N2：450sccm。
3)在A组和B组外延片的P型外延层104上表面上使用电子束蒸发法蒸发厚度为230nm的氧化铟锡膜作为透明导电层107；同时干法刻蚀出P-N台阶，芯片尺寸为10×18mil。
4)在透明导电层107沉积完成后，使用PECVD法同时在A组和B组外延片上沉积厚度为300nm的SiO2-SiON膜作为钝化层108，利用负胶光刻、湿法刻蚀钝化层108做出P、N电极位置，使用电子束蒸发法从下到上依次蒸发Cr、Al、Cr、Pt、Au作为P、N电极109，电极各层金属厚度分别为：2nm、200nm、10nm、100nm、1000nm，最后进行剥离、去胶，得到COW芯片。
对实施例4所制备得到的COW芯片进行与实施例1相同的光电参数的检测，IR良率和ESD良率的检测与实施例1一致，LOP与VF的检测，与实施例1通入的正向电流值不同，实施例4通入的正向电流值为60mA。
实施例4中的COW芯片光电参数测试结果如表4所示。
表4
从表4可以看出，对于10×18mil尺寸的芯片来说，A组芯片的P型欧姆接触更为良好，相比于B组芯片电压下降2.8％左右，同时也反映出了紫光外延片的P型外延层也很容易受到损伤。
实施例5
本实施例LED芯片制备方法包括以下步骤，请同时参考图2A-2E：
1)选取同炉同圈蓝光外延片20片，对外延片进行清洗后，挑选其10片(编号1-10)为A组，在P外延层104的上表面使用电子束蒸发法蒸发厚度为300nm的氧化铟锡膜作为过渡层105，此时过渡层105覆盖包括第一区域和第二区域的整个P型外延层104的上表面，接着，使用光刻、化学腐蚀的方法去除第二区域的过渡层105。
上述的过程中，电子束蒸发法制作过渡层105分为三段式蒸发：第一段的蒸发速度为0.02nm/s，蒸发时间为1000s；第二段的蒸发速度为0.1nm/s，蒸发时间为2500s；第三段的蒸发速度为0.15nm/s，蒸发时间为200s。蒸发温度为320℃，腔体压力为3.5×10-4Pa。
另外10片(编号11-20)为B组，按传统工艺制作，未制作过渡层105，作为对照组。
2)在A组外延片的P型外延层104上表面的第二区域以及第一区域的过渡层105上使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2-SiON膜作为电流阻挡层106，使用BOE腐蚀掉过渡层105上表面的电流阻挡层106后露出第一区域的过渡层105，随后使用化学腐蚀法将第一区域的过渡层105去除，再通过有机超声清洗去除残余的光刻胶，形成CBL图形。
在B组外延片的P型外延层104上表面全部区域使用PECVD法沉积厚度为100nm的SiO2-SiON膜作为电流阻挡层106，通过光刻、腐蚀、去胶在第二区域形成CBL图形。
上述的过程中，PECVD法沉积电流阻挡层106的射频功率为25W、成膜温度为310℃、腔体压力为1300mtorr、气体流量为SiH4：200sccm，N2O：1000sccm，N2：500sccm。
3)在A组和B组外延片的P型外延层104上表面上使用电子束蒸发法蒸发厚度为230nm的氧化铟锡膜作为透明导电层107；同时干法刻蚀出P-N台阶，芯片尺寸为38×38mil。
4)在透明导电层107沉积完成后，使用PECVD法同时在A组和B组外延片上沉积厚度为230nm的SiO2-SiON膜作为钝化层108，利用负胶光刻、湿法刻蚀钝化层108做出P、N电极位置，使用电子束蒸发法从下到上依次蒸发Ni、Al、Cr、Ni、Au作为P、N电极109，电极各层金属厚度分别为：3nm、200nm、20nm、200nm、1000nm，最后进行剥离、去胶，得到COW芯片。
对实施例5所制备得到的COW芯片进行与实施例1相同的光电参数的检测，IR良率和ESD良率的检测与实施例1一致，LOP与VF的检测，与实施例1通入的正向电流值不同，实施例5通入的正向电流值为350mA。
实施例5中的COW芯片光电参数测试结果如表5所示。
表5
从表5可以看出，对于38×38mil尺寸的芯片来说，A组芯片的P型欧姆接触更为良好，相比于B组芯片电压下降2.1％左右，同时也反映出了随着芯片尺寸的增大，P型外延层更容易受到损伤导致电压偏高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种LED芯片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在P型外延层的上表面生长过渡层，所述P型外延层的上表面包括第一区域和第二区域，其中，所述第二区域用于生长电流阻挡层；
清除所述第二区域的过渡层；
所述过渡层的材料选自金属氧化物；
所述金属氧化物选自氧化铟锡、氧化锌和氧化铝的一种或多种；
采用电子束蒸发法生长所述过渡层；
所述电子束蒸发法的蒸发温度为250-360℃；
所述电子束蒸发法分为三段式蒸发；
其中，第一段的蒸发速度为0.01-0.05nm/s，蒸发时间为100-200s；第二段的蒸发速度为0.05-0.1nm/s，蒸发时间为500-1000s；第三段的蒸发速度为0.1-0.15nm/s，蒸发时间为240-3000s；且第三段的蒸发速度大于第二段的蒸发速度，第二段的蒸发速度大于第一段的蒸发速度。
2.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法，其特征在于，还包括：
在所述第一区域的过渡层的上表面和所述第二区域的P型外延层的上表面生长电流阻挡层；
清除所述第一区域的过渡层以及所述过渡层上表面的电流阻挡层。
3.根据权利要求1或2所述的LED芯片制备方法，其特征在于，所述过渡层的厚度为50-500nm。
4.根据权利要求2所述的LED芯片制备方法，其特征在于，所述生长电流阻挡层的射频功率为15-100W。
5.一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片采用如权利要求1-4中任一所述的LED芯片制备方法制得。
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