CN112447890B - 一种改善led芯片制造良率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善LED芯片制造良率的方法，本方案首先进行晶片外延层的生长，紧接着在第二高掺p‑GaP窗口层上腐蚀形成裸露区，再沉积氧化物薄膜；接着在外延层表面蒸镀ITO膜，继续进行P面电极、N面电极的制作，最后在P面电极表面蒸镀保护膜，再进行切割，切割后通过热水超声去除保护膜，最后将芯片清洗、扩膜，形成独立单个芯粒；本发明不仅有效实现了LED芯片的制备，提高了芯片发光效果，而且晶片表面交替生长MgF2/CaF2薄膜，发光面光滑，解决了切割过程中金刚刀与ITO膜直接接触容易伴随产生崩角、裂纹等问题，极大提高产品质量和可靠性，并且解决了切割过程中碎屑及水渍脏污残留，提高产品外观良率，具有较高的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，具体是一种改善LED芯片制造良率的方法。
背景技术
传统白炽灯耗能高、寿命短，在全球资源紧缺的今天，已渐渐被各国政府禁止生产，随之替代产品是电子节能灯，电子节能灯虽然提高了节能效果，但由于使用了诸多污染环境的重金属元素，又有悖于环境保护的大趋势。随着LED技术的高速发展LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED是一种利用载流子复合发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势，广泛应用于照明、显示屏、交通信号灯、汽车灯以及特种照明灯。AlGaInP发光二极管首选的GaAs衬底材料，其化学性质稳定，具有与AlGaInP材料晶格匹配性佳、导电性、导热性好、制造的晶体质量高、大批量制造成本低等优势。LED芯片一般是通过对LED外延片进一步加工制作形成。LED外延片一般包括衬底基板和形成于衬底基板上的外延层。在通过LED外延片形成LED芯片过程中，需要对LED外延片上的外延层进行刻蚀以形成LED芯片所需要形状、大小的外延层图案。目前的LED发光二极管存在外量子效率较低的问题，因此，如何提高LED芯片的外量子效率已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。GaAs基LED晶片的制作发光二极管过程一般使用氧化铟锡(ITO)作为电流扩展层进行表面电极的扩展，和使用金属铝/金作为主电极的制作方法。
常规正装LED芯片由于PN电极位于芯片的同一侧，电流需要横向传导，不可避免的在PN电极之间的位置出现电流拥挤的现象。为了解决该问题，透明导电层成为电极同侧的LED芯片必备结构。常用ITO材质，ITO作为透明导电氧化物能够提供90％以上的穿透率和于P型砷化镓的导电能力。透明导电层的设置一定程度上解决了常规正装LED芯片提亮问题。但GaAs材料本身属于硬脆材料，特别是表面生长ITO膜，这使得LED芯片本身应力增加。GaAs基LED晶片一般使用金刚刀进行锯片切割，在锯片切割过程，金刚刀会与ITO膜直接接触，这用会使LED晶片在切割过程中造成较严重的物理损伤，尤其是在切割走道的边缘极易形成崩边、裂纹、崩角、斜裂等。同时切割伴随的碎屑会吸附到电极表面，形成表面污染异常，切割过程中冲水及二流体清洗机吹洗均很难去除，大大影响切割良率。
综上所述，需要研究一种改善LED芯片制造良率的方法，降低切割损伤，提高产品良率，这是我们亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善LED芯片制造良率的方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改善LED芯片制造良率的方法，包括以下步骤：
1)外延层生长；
2)沉积氧化物薄膜；
3)ITO膜蒸镀；
4)制作P面电极；
5)蒸镀N面电极；
6)蒸镀保护膜；
7)锯片切割；
8)去除保护膜；
9)扩膜，结束操作。
较优化地，包括以下步骤：
1)外延层生长：取GaAs衬底，在GaAs衬底上依次生长GaAs缓冲层、n-AlGaInP限制层、多量子阱有源层、p-AlGaInP限制层、第一高掺p-GaP窗口层和第二高掺p-GaP窗口层，得到晶片外延层；
2)沉积氧化物薄膜：取步骤1)生长后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，再在裸露区上沉积氧化物薄膜；
3)ITO膜蒸镀：取步骤2)处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜，ITO膜覆盖在整个外延层表面；
4)制作P面电极：再在ITO膜表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极；
5)蒸镀N面电极：P面电极生长结束后，将晶片GaAs衬底减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极，N面电极覆盖整个晶片背面；
6)保护膜蒸镀：取步骤5)处理后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在P面电极表面交替蒸镀MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜；
7)锯片切割：保护膜蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，进行锯片切割；
8)去除保护膜：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜；
9)取步骤8)去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干，再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
较优化地，包括以下步骤：
1)外延层生长：取GaAs衬底，在GaAs衬底上依次生长GaAs缓冲层、n-AlGaInP限制层、多量子阱有源层、p-AlGaInP限制层、第一高掺p-GaP窗口层和第二高掺p-GaP窗口层，得到晶片外延层；本技术方案步骤1)中进行晶片外延层的生长，该晶片外延层生长为本领域常规工艺；
2)沉积氧化物薄膜：取步骤1)生长后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，所述裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层，且裸露区底端位于第一高掺p-GaP窗口层中部；再在裸露区上沉积氧化物薄膜；步骤2)中在第二高掺p-GaP窗口层上涂覆光刻胶，显影刻蚀形成裸露区，裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层，且底端达到第一高掺p-GaP窗口层内，接着操作人员在裸露区沉积氧化物薄膜，氧化物薄膜可以对电流起到截断作用，避免P面电极下方的电流通过，使得电流可以沿着ITO膜向P面电极两侧扩散，有效提高了LED芯片的发光效果，发光更均匀；
3)ITO膜蒸镀：取步骤2)处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜，ITO膜覆盖在整个外延层表面；所述ITO膜的生长温度为150-350℃，氧气流量为0-30sccm，ITO膜的厚度为
步骤3)中在氧化物薄膜上蒸镀ITO膜，ITO膜为电流扩展层，覆盖整个外延层表面；在步骤3)的设定参数下制作的ITO膜既能做到较好的电流扩展，又能提高LED芯片的导电性能；
4)制作P面电极：再在ITO膜表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极；
5)蒸镀N面电极：P面电极生长结束后，将晶片GaAs衬底减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极，N面电极覆盖整个晶片背面；步骤4)、步骤5)中进行常规P面电极、N面电极的加工制作；
6)保护膜蒸镀：取步骤5)处理后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在P面电极表面交替蒸镀MgF2、CaF2薄膜，蒸镀得到若干对MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜；所述保护膜厚度为
保护膜的蒸发速率为
蒸镀压强为2.0E-6Torr及以上；步骤6)中在P面电极表面交替蒸镀MgF2薄膜、CaF2薄膜，形成若干对MgF2/CaF2薄膜，构成保护膜，保护膜的生长可以对ITO膜起到保护作用，避免在后续切割时金刚刀直接接触ITO膜，提高LED芯片良率；
7)锯片切割：保护膜蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，通过金刚刀进行锯片切割，切割时刀速为5000—50000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，去离子水的流量为0.5-2L/min，水压为0.2-0.4MPa，刀轮进刀刀速为20-60mm/s；步骤7)通过金刚对芯片进行锯片切割；
8)去除保护膜：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜；步骤8)中通过热水超声，去除晶片表面的保护膜；
9)取步骤8)去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干；其中清洗机的型号为DCS1440，清洗时间为2-4min，水压为0.2-0.4MPa，载盘转速为2500-3500rpm；
10)再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。步骤10)中将晶片进行清洗、烘干，并进行扩膜，形成单独的芯粒；
较优化地，所述步骤8)中，热水超声时，热水的温度为30-50℃，超声过程中每5min中转换90度，超声时间为10-60min，超声电流为1-3A，超声功率为50-300W。
较优化地，所述步骤2)中，氧化物为TiO2、ZnO、Al2O3中的任意一种。
较优化地，所述步骤6)中，MgF2/CaF2薄膜的生长周期为5对-30对。
较优化地，所述步骤4)中，P面电极自下而上包括以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au、Al、Cu中任意一种金属制作的底层、以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au、Al、Cu中任意一种金属制作的过渡层、以金属Al、Au、Al、Cu中任意一种金属制作的顶层主电极。
较优化地，所述步骤5)中，N面电极为Ni、Ge、Au、Pt、Ti中任意一种金属制作的电极结构
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本技术方案加工时，首先进行晶片外延层的生长，在GaAs衬底上依次生长GaAs缓冲层、n-AlGaInP限制层、多量子阱有源层、p-AlGaInP限制层、第一高掺p-GaP窗口层和第二高掺p-GaP窗口层；紧接着在第二高掺p-GaP窗口层上涂覆光刻胶、显影腐蚀，形成裸露区，其中裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层，且底端延伸至第一高掺p-GaP窗口层中，再在裸露区上沉积氧化物薄膜；氧化物薄膜的设计可以对电流起到阻挡作用，使得沿着P面电极扩散的电流可以向四周扩散，当LED芯片点亮时发光效果更加均匀，避免出现电极中部发光较亮、四周较黯淡的情况；接着在外延层表面蒸镀ITO膜(氧化铟锡)，ITO为透明导电膜，可有效提高LED芯片的发光亮度，并且提高芯片的导电性能，起到电流扩展作用。
蒸镀ITO膜后，继续进行P面电极、N面电极的制作，最后在P面电极表面蒸镀保护膜，首先蒸镀生长MgF2薄膜，再蒸镀CaF2薄膜，连续交替生长，形成若干对MgF2/CaF2薄膜，构成保护膜；在常规切割工艺中，金刚刀进行切割时会与ITO膜接触，容易造成芯片的崩角、崩边情况，同时切割时产生的细屑、水渍也会残留在芯片上，清洗烘干后芯片表面会残留有污痕，对芯片外观造成影响，而保护膜的设计可以对ITO膜起到保护作用，防止金刚刀与ITO膜直接接触，避免崩角等情况的发生，同时切割时产生的细屑也会残留在保护膜上，随着保护膜脱落，不会对芯片外观造成影响，提高芯片良率。
再进行切割，切割后通过热水超声去除保护膜，由于保护膜为MgF2/CaF2薄膜，而MgF2/CaF2薄膜只会在热水中裂解，因此虽然切割过程中需要用去离子水冷却刀轮，但去离子水的水温一般在16-20℃，不会对保护膜造成影响；热水超声清洗，超声波可以有效提高保护膜的剥离速度，提高保护膜脱落效率。
最后将芯片清洗、烘干，并进行扩膜，形成独立单个芯粒，完成LED芯片的制备。
本发明设计了一种改善LED芯片制造良率的方法，工艺操作简单，不仅有效实现了LED芯片的制备，提高了芯片发光效果，而且晶片表面交替生长MgF2/CaF2薄膜，发光面光滑，解决了切割过程中金刚刀与ITO膜直接接触容易伴随产生崩角、裂纹等问题，极大提高产品质量和可靠性，并且解决了切割过程中碎屑及水渍脏污残留，提高产品外观良率，具有较高的实用性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种改善LED芯片制造良率的方法的切割前的芯片结构示意图。
图中：1-N面电极、2-GaAs衬底、3-GaAs缓冲层、4-n-AlGaInP限制层、5-多量子阱有源层、6-p-AlGaInP限制层、7-第一高掺p-GaP窗口层、8-第二高掺p-GaP窗口层、9-ITO膜、10-保护膜、11-P面电极、12-氧化物薄膜。
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。
实施例1：
S1：取GaAs衬底2，在GaAs衬底2上依次生长GaAs缓冲层3、n-AlGaInP限制层4、多量子阱有源层5、p-AlGaInP限制层6、第一高掺p-GaP窗口层7和第二高掺p-GaP窗口层8，得到晶片外延层；
S2：取外延层生长结束后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层8上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，所述裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层8，且裸露区底端位于第一高掺p-GaP窗口层7中部；再在裸露区上沉积氧化物薄膜12，氧化物为TiO2；
S3：取氧化物薄膜12蒸镀处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜9，ITO膜9覆盖在整个外延层表面；所述ITO膜9的生长温度为150℃，氧气流量为2sccm，ITO膜9的厚度为
S4：再在ITO膜9表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极11；P面电极11生长结束后，将晶片GaAs衬底2减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极1，N面电极1覆盖整个晶片背面；
S5：取N面电极1制作完成后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在P面电极11表面交替蒸镀MgF2、CaF2薄膜，蒸镀得到若干对MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜10；其中MgF2/CaF2薄膜的生长周期为5对，保护膜10厚度为
保护膜10的蒸发速率为
蒸镀压强为2.0E-6Torr；
S6：保护膜10蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，通过金刚刀进行锯片切割，切割时刀速为5000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，去离子水的流量为0.5L/min，水压为0.2MPa，刀轮进刀刀速为20mm/s；
S7：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜10；热水超声时，热水的温度为30℃，超声过程中每5min中转换90度，超声时间为10min，超声电流为1A，超声功率为50W；
S8：取去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干；其中清洗机的型号为DCS1440，清洗时间为2min，水压为0.2MPa，载盘转速为2500rpm；再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
本实施例中P面电极11自下而上包括Cr底层、Ni过渡层和Al顶层主电极；N面电极1为Ni金属层。
实施例2：
S1：取GaAs衬底2，在GaAs衬底2上依次生长GaAs缓冲层3、n-AlGaInP限制层4、多量子阱有源层5、p-AlGaInP限制层6、第一高掺p-GaP窗口层7和第二高掺p-GaP窗口层8，得到晶片外延层；
S2：取外延层生长结束后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层8上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，所述裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层8，且裸露区底端位于第一高掺p-GaP窗口层7中部；再在裸露区上沉积氧化物薄膜12，氧化物为ZnO；
S3：取氧化物薄膜12蒸镀处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜9，ITO膜9覆盖在整个外延层表面；所述ITO膜9的生长温度为250℃，氧气流量为15sccm，ITO膜9的厚度为
S4：再在ITO膜9表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极11；P面电极11生长结束后，将晶片GaAs衬底2减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极1，N面电极1覆盖整个晶片背面；
S5：取N面电极1制作完成后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在P面电极11表面交替蒸镀MgF2、CaF2薄膜，蒸镀得到若干对MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜10；其中MgF2/CaF2薄膜的生长周期为20对，保护膜10厚度为
保护膜10的蒸发速率为
蒸镀压强为2.0E-6Torr；
S6：保护膜10蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，通过金刚刀进行锯片切割，切割时刀速为20000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，去离子水的流量为1.5L/min，水压为0.3MPa，刀轮进刀刀速为40mm/s；
S7：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜10；热水超声时，热水的温度为40℃，超声过程中每5min中转换90度，超声时间为40min，超声电流为2A，超声功率为200W；
S8：取去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干；其中清洗机的型号为DCS1440，清洗时间为3min，水压为0.3MPa，载盘转速为3000rpm；再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
本实施例中P面电极11自下而上包括Cr底层、Ni过渡层和Al顶层主电极；N面电极1为Ni金属层。
实施例3：
S1：取GaAs衬底2，在GaAs衬底2上依次生长GaAs缓冲层3、n-AlGaInP限制层4、多量子阱有源层5、p-AlGaInP限制层6、第一高掺p-GaP窗口层7和第二高掺p-GaP窗口层8，得到晶片外延层；
S2：取外延层生长结束后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层8上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，所述裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层8，且裸露区底端位于第一高掺p-GaP窗口层7中部；再在裸露区上沉积氧化物薄膜12；氧化物为Al2O3；
S3：取氧化物薄膜12蒸镀处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜9，ITO膜9覆盖在整个外延层表面；所述ITO膜9的生长温度为350℃，氧气流量为30sccm，ITO膜9的厚度为
S4：再在ITO膜9表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极11；P面电极11生长结束后，将晶片GaAs衬底2减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极1，N面电极1覆盖整个晶片背面；
S5：取N面电极1制作完成后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在P面电极11表面交替蒸镀MgF2、CaF2薄膜，蒸镀得到若干对MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜10；其中MgF2/CaF2薄膜的生长周期为30对，保护膜10厚度为
保护膜10的蒸发速率为
蒸镀压强为2.0E-6Torr；
S6：保护膜10蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，通过金刚刀进行锯片切割，切割时刀速为50000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，去离子水的流量为2L/min，水压为0.4MPa，刀轮进刀刀速为60mm/s；
S7：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜10；热水超声时，热水的温度为50℃，超声过程中每5min中转换90度，超声时间为60min，超声电流为3A，超声功率为300W；
S8：取去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干；其中清洗机的型号为DCS1440，清洗时间为4min，水压为0.4MPa，载盘转速为3500rpm；再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
本实施例中P面电极11自下而上包括Cr底层、Ni过渡层和Al顶层主电极；N面电极1为Ni金属层。
对比例1：
S1：取GaAs衬底2，在GaAs衬底2上依次生长GaAs缓冲层3、n-AlGaInP限制层4、多量子阱有源层5、p-AlGaInP限制层6、第一高掺p-GaP窗口层7和第二高掺p-GaP窗口层8，得到晶片外延层；
S2：取外延层生长结束后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层8上蒸镀ITO膜9，ITO膜9覆盖在整个外延层表面；所述ITO膜9的生长温度为250℃，氧气流量为15sccm，ITO膜9的厚度为
S3：再在ITO膜9表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极11；P面电极11生长结束后，将晶片GaAs衬底2减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极1，N面电极1覆盖整个晶片背面；
S4：取N面电极1制作完成后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在P面电极11表面交替蒸镀MgF2、CaF2薄膜，蒸镀得到若干对MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜10；其中MgF2/CaF2薄膜的生长周期为20对，保护膜10厚度为
保护膜10的蒸发速率为
蒸镀压强为2.0E-6Torr；
S5：保护膜10蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，通过金刚刀进行锯片切割，切割时刀速为20000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，去离子水的流量为1.5L/min，水压为0.3MPa，刀轮进刀刀速为40mm/s；
S6：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜10；热水超声时，热水的温度为40℃，超声过程中每5min中转换90度，超声时间为40min，超声电流为2A，超声功率为200W；
S7：取去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干；其中清洗机的型号为DCS1440，清洗时间为3min，水压为0.3MPa，载盘转速为3000rpm；再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
本实施例中P面电极11自下而上包括Cr底层、Ni过渡层和Al顶层主电极；N面电极1为Ni金属层。
对比例2：
S1：取GaAs衬底2，在GaAs衬底2上依次生长GaAs缓冲层3、n-AlGaInP限制层4、多量子阱有源层5、p-AlGaInP限制层6、第一高掺p-GaP窗口层7和第二高掺p-GaP窗口层8，得到晶片外延层；
S2：取外延层生长结束后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层8上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，所述裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层8，且裸露区底端位于第一高掺p-GaP窗口层7中部；再在裸露区上沉积氧化物薄膜12，氧化物为ZnO；
S3：取氧化物薄膜12蒸镀处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜9，ITO膜9覆盖在整个外延层表面；所述ITO膜9的生长温度为250℃，氧气流量为15sccm，ITO膜9的厚度为
S4：再在ITO膜9表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极11；P面电极11生长结束后，将晶片GaAs衬底2减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极1，N面电极1覆盖整个晶片背面；
S5：将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，通过金刚刀进行锯片切割，切割时刀速为20000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，去离子水的流量为1.5L/min，水压为0.3MPa，刀轮进刀刀速为40mm/s；
S6：取切割后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干；其中清洗机的型号为DCS1440，清洗时间为3min，水压为0.3MPa，载盘转速为3000rpm；再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
本实施例中P面电极11自下而上包括Cr底层、Ni过渡层和Al顶层主电极；N面电极1为Ni金属层。
结论：实施例1-3按照本发明技术方案进行芯片加工制备；对比例1中并没有进行氧化物薄膜12的沉积，对比例2中并没有进行保护膜10的蒸镀；其中实施例1-3分别与对比例1、对比例2形成对照。
1、取实施例1-3、对比例1、对比例2制备得到的芯片样品，观察其外观；观察发现实施例1-3中制备得到的芯片表面明显无崩角、崩边等现象，芯片上无水渍、碎屑残留印迹；对比例1制备得到的芯片表面无崩角、崩边等现象，芯片上无水渍、碎屑残留印迹；对比例2制备的芯片表面出现崩角，切割边缘不平整，且芯片表面残留有水渍印迹。
本发明晶片表面交替生长MgF2/CaF2薄膜，发光面光滑，解决了切割过程中金刚刀与ITO膜9直接接触容易伴随产生崩角、裂纹等问题，极大提高产品质量和可靠性，并且解决了切割过程中碎屑及水渍脏污残留，提高产品外观良率，具有较高的实用性。
2、取实施例1-3、对比例1、对比例2制备得到的芯片样品，封装，点亮后观察其发光效果；观察发现实施例1-3中制备的芯片封装后发光亮度较高，且芯片四周均匀发光，发光效果好；对比例1中芯片封装后发光不均匀，芯片中间亮度较高，四周亮度较暗；对比例2中芯片封装后四周均匀发光，发光效果较好。
本发明中在裸露区上沉积氧化物薄膜12，氧化物薄膜12的设计可以对电流起到阻挡作用，使得沿着P面电极11扩散的电流可以向四周扩散，当LED芯片点亮时发光效果更加均匀，避免出现电极中部发光较亮、四周较黯淡的情况。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)外延层生长；
2)沉积氧化物薄膜（12）；
3)ITO膜（9）蒸镀；
4)制作P面电极（11）；
5)蒸镀N面电极（1）；
6)蒸镀保护膜（10）：取步骤5）处理后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在晶片P面交替蒸镀MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜（10）；
7)锯片切割：保护膜（10）蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，进行锯片切割；
8)去除保护膜（10）：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜（10）；
9)扩膜，结束操作。
2.根据权利要求1所述的一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)外延层生长：取GaAs衬底（2），在GaAs衬底（2）上依次生长GaAs缓冲层（3）、n-AlGaInP限制层（4）、多量子阱有源层（5）、p-AlGaInP限制层（6）、第一高掺p-GaP窗口层（7）和第二高掺p-GaP窗口层（8），得到晶片外延层；
2)沉积氧化物薄膜（12）：取步骤1）生长后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层（8）上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，再在裸露区上沉积氧化物薄膜（12）；
3)ITO膜（9）蒸镀：取步骤2）处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜（9），ITO膜（9）覆盖在整个外延层表面；
4)制作P面电极（11）：再在ITO膜（9）表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极（11）；
5)蒸镀N面电极（1）：P面电极（11）生长结束后，将晶片GaAs衬底（2）减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极（1），N面电极（1）覆盖整个晶片背面；
6)保护膜（10）蒸镀：取步骤5）处理后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在晶片P面交替蒸镀MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜（10）；
7)锯片切割：保护膜（10）蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，进行锯片切割；
8)去除保护膜（10）：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜（10）；
9)取步骤8）去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干，再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
3.根据权利要求2所述的一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)外延层生长：取GaAs衬底（2），在GaAs衬底（2）上依次生长GaAs缓冲层（3）、n-AlGaInP限制层（4）、多量子阱有源层（5）、p-AlGaInP限制层（6）、第一高掺p-GaP窗口层（7）和第二高掺p-GaP窗口层（8），得到晶片外延层；
2)沉积氧化物薄膜（12）：取步骤1）生长后的晶片，在第二高掺p-GaP窗口层（8）上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀，形成裸露区，所述裸露区贯穿第二高掺p-GaP窗口层（8），且裸露区底端位于第一高掺p-GaP窗口层（7）中部；再在裸露区上沉积氧化物薄膜（12）；
3)ITO膜（9）蒸镀：取步骤2）处理后的晶片，在晶片外延层上蒸镀ITO膜（9），ITO膜（9）覆盖在整个外延层表面；所述ITO膜（9）的生长温度为150-350℃，氧气流量为0-30sccm，ITO膜（9）的厚度为500-4000 Å；
4)制作P面电极（11）：再在ITO膜（9）表面制作光刻胶掩膜图形，生长P面电极（11）；
5)蒸镀N面电极（1）：P面电极（11）生长结束后，将晶片GaAs衬底（2）减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面电极（1），N面电极（1）覆盖整个晶片背面；
6)保护膜（10）蒸镀：取步骤5）处理后的晶片，N面向下、P面向上放置到电子束蒸发台内，在P面电极（11）表面交替蒸镀MgF2、CaF2薄膜，蒸镀得到若干对MgF2/CaF2薄膜，形成保护膜（10）；所述保护膜（10）厚度为500-3000 Å，保护膜（10）的蒸发速率为1-15 Å/s，蒸镀压强为2.0E-6Torr以上；
7)锯片切割：保护膜（10）蒸镀结束后，将晶片N面贴在崩环上，再将崩环放在切割机内，通过金刚刀进行锯片切割，切割时刀速为5000—50000rpm，切割过程使用去离子水冷却刀轮，去离子水的流量为0.5-2L/min，水压为0.2-0.4MPa，刀轮进刀刀速为20-60mm/s；
8)去除保护膜（10）：取切割后的晶片，热水超声清洗，去除晶片表面的保护膜（10）；
9)取步骤8）去膜后的晶片，放入清洗机中清洗，烘干；其中清洗机的型号为DCS1440，清洗时间为2-4min，水压为0.2-0.4MPa，载盘转速为2500-3500rpm；
10)再进行扩膜，形成单个独立芯粒，结束操作。
4.根据权利要求3所述的一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：所述步骤8）中，热水超声时，热水的温度为30-50℃，超声过程中每5min中转换90度，超声时间为10-60min，超声电流为1-3A，超声功率为50-300W 。
5.根据权利要求3所述的一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：所述步骤2）中，氧化物为TiO2、ZnO、Al2O3中的任意一种。
6.根据权利要求3所述的一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：所述步骤6）中，MgF2/CaF2薄膜的生长周期为5对-30对。
7.根据权利要求3所述的一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：所述步骤4）中，P面电极（11）自下而上包括以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au、Al、Cu中任意一种金属制作的底层、以Cr、Ni、Ge、Ti、Pt、Au、Al、Cu中任意一种金属制作的过渡层、以金属Al、Au、Al、Cu中任意一种金属制作的顶层主电极。
8.根据权利要求3所述的一种改善LED芯片制造良率的方法，其特征在于：所述步骤5）中，N面电极（1）为Ni、Ge、Au、Pt、Ti中任意一种金属制作的电极结构。
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| GR01 | Patent grant | ||
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