CN113594330B - 一种led及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED及其制备方法，以镂空区和边缘镂空区处填充的光刻胶层为保护结构，以在外延片上蒸镀金属反射层和保护层，而后去除光刻胶层。本发明提供的技术方案，仅需要一次光刻工艺即可得到最终的金属反射层和保护层，使得LED制备方法的流程简单。

Description

一种LED及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，更为具体地说，涉及一种LED及其制备方法。
背景技术
倒装LED(light-emitting diode，发光二极管)需要从芯片背面(蓝宝石面)出光，所以在LED芯片正面需要镀一层反射层，其中一种方法是在正面蒸镀一层Ag(即自然界中反射率最高的金属)，由于Ag非常活泼，具有很强的电迁移性，因此在制备具有Ag反射层结构的倒装LED芯片时，在蒸镀完Ag反射层时，往往还会在蒸镀一层保护金属层完全包裹住Ag层，作为Ag的保护层，防止Ag迁移。但是，现有的LED制备过程较为复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种LED及其制备方法，有效解决了现有技术存在的技术问题，使得LED制备方法的流程简单。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种LED的制备方法，包括：
提供外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层；
采用光刻工艺对所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层进行刻蚀，形成多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区；
采用光刻工艺对所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层进行刻蚀，形成环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区；
在所述镂空区和所述边缘镂空区处填充光刻胶层；
在所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述光刻胶层处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述光刻胶层无交叠；
在所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁；
去除所述光刻胶层。
可选的，所述保护层包括覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面的第一部分，和覆盖所述金属反射层的侧壁的第二部分，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。
可选的，所述光刻胶层背离所述衬底一侧表面，高于所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面。
可选的，所述金属反射层为Ag金属反射层。
可选的，所述保护层包括与所述金属反射层接触的Ni层。
可选的，所述保护层还包括位于所述Ni层背离所述衬底一侧、且沿所述第一方向叠加设置的至少一个保护子叠层；
所述保护子叠层包括沿所述第一方向依次叠加设置的Ti层和Pt层。
可选的，去除所述光刻胶层后，还包括：
在所述保护层背离所述衬底一侧形成第一绝缘层；
采用光刻工艺对所述第一绝缘层进行刻蚀，形成裸露所述开孔的第一开口和裸露所述保护层的第二开口，所述第一绝缘层在所述第一开口处覆盖所述第一开口的侧壁；
采用金属剥离工艺在所述第一绝缘层背离所述衬底一侧形成电极层，所述电极层通过所述第一开口与所述第一类型半导体层接触，且所述电极层包括裸露所述第二开口的电极开口；
在所述电极层背离所述衬底一侧形成第二绝缘层；
采用光刻工艺对所述第二绝缘层进行刻蚀，形成裸露所述电极层的第三开口和裸露所述电极开口的第四开口，所述第二绝缘层在所述第四开口处覆盖所述第四开口的侧壁；
采用金属剥离工艺在所述第二绝缘层背离所述衬底一侧形成第一电极和第二电极，所述第一电极通过所述第三开口与所述电极层接触，所述第二电极通过所述第四开口与所述保护层接触。
可选的，所述第一绝缘层的厚度范围为3.1-6μm，包括端点值；
所述第二绝缘层的厚度范围为3.1-6μm，包括端点值。
相应的，本发明还提供了一种LED，包括：
外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层；其中，所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层，形成有多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区；及，所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层，形成有环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区；
位于所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述镂空区和所述边缘镂空区处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述镂空区和所述边缘镂空区无交叠；
位于所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁。
可选的，所述保护层包括覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面的第一部分，和覆盖所述金属反射层的侧壁的第二部分，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供了一种LED及其制备方法，包括：提供外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层；采用光刻工艺对所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层进行刻蚀，形成多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区；采用光刻工艺对所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层进行刻蚀，形成环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区；在所述镂空区和所述边缘镂空区处填充光刻胶层；在所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述光刻胶层处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述光刻胶层无交叠；在所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁；去除所述光刻胶层。
由上述内容可知，以镂空区和边缘镂空区处填充的光刻胶层为保护结构，以在外延片上蒸镀金属反射层和保护层，而后去除光刻胶层。本发明提供的技术方案，仅需要一次光刻工艺即可得到最终的金属反射层和保护层，使得LED制备方法的流程简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种LED的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种LED的制备方法的流程图；
图3a至图3m为图2中各步骤相应的结构示意图。
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。
正如背景技术所述，倒装LED(light-emitting diode，发光二极管)需要从芯片背面(蓝宝石面)出光，所以在LED芯片正面需要镀一层反射层，其中一种方法是在正面蒸镀一层Ag(即自然界中反射率最高的金属)，由于Ag非常活泼，具有很强的电迁移性，因此在制备具有Ag反射层结构的倒装LED芯片时，在蒸镀完Ag反射层时，往往还会在蒸镀一层保护金属层完全包裹住Ag层，作为Ag的保护层，防止Ag迁移。但是，现有的LED制备过程较为复杂。
基于此，本发明实施例提供了一种LED及其制备方法，有效解决了现有技术存在的技术问题，使得LED制备方法的流程简单。为实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图3m对本发明实施例提供的技术方案进行详细的描述。
参考图1所示，为本发明实施例提供的一种LED的制备方法的流程图，其中，制备方法包括：
S1、提供外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层。
S2、采用光刻工艺对所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层进行刻蚀，形成多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区。
S3、采用光刻工艺对所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层进行刻蚀，形成环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区。
S4、在所述镂空区和所述边缘镂空区处填充光刻胶层。
S5、在所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述光刻胶层处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述光刻胶层无交叠。
S6、在所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁。
S7、去除所述光刻胶层。
可以理解的，以镂空区和边缘镂空区处填充的光刻胶层为保护结构，以在外延片上蒸镀金属反射层和保护层，而后去除光刻胶层。本发明实施例提供的技术方案，仅需要一次光刻工艺即可得到最终的金属反射层和保护层，使得LED制备方法的流程简单。
如图2所示，为本发明实施例提供的另一种LED的制备方法的流程图，其中，S7、去除所述光刻胶层后，还包括：
S8、在所述保护层背离所述衬底一侧形成第一绝缘层。
S9、采用光刻工艺对所述第一绝缘层进行刻蚀，形成裸露所述开孔的第一开口和裸露所述保护层的第二开口，所述第一绝缘层在所述第一开口处覆盖所述第一开口的侧壁。
S10、采用金属剥离工艺在所述第一绝缘层背离所述衬底一侧形成电极层，所述电极层通过所述第一开口与所述第一类型半导体层接触，且所述电极层包括裸露所述第二开口的电极开口。
S11、在所述电极层背离所述衬底一侧形成第二绝缘层。
S12、采用光刻工艺对所述第二绝缘层进行刻蚀，形成裸露所述电极层的第三开口和裸露所述电极开口的第四开口，所述第二绝缘层在所述第四开口处覆盖所述第四开口的侧壁。
S13、采用金属剥离工艺在所述第二绝缘层背离所述衬底一侧形成第一电极和第二电极，所述第一电极通过所述第三开口与所述电极层接触，所述第二电极通过所述第四开口与所述保护层接触。
下面结合图3a至图3m对本发明实施例图2所示提供的制作方法进行具体的描述。
如图3a所示，对应步骤S1、提供外延片，所述外延片包括在第一方向Y上依次叠加的衬底110、第一类型半导体层121、多量子阱层122和第二类型半导体层123。
在本发明一实施例中，本发明所提供的衬底可以为蓝宝石衬底，第一类型半导体层可以为N型半导体层，且第二类型半导体层可以为P型半导体层。
如图3b所示，对应步骤S2，采用光刻工艺对所述第二类型半导体层123和所述多量子阱层122的叠层进行刻蚀，形成多个裸露所述第一类型半导体层121的镂空区124。
如图3c所示，对应步骤S3，采用光刻工艺对所述第一类型半导体层121、所述多量子阱层122和所述第二类型半导体层123的叠层进行刻蚀，形成环所述外延片侧壁且裸露所述衬底121的边缘镂空区125。
如图3d所示，对应步骤S4，在所述镂空区和所述边缘镂空区处填充光刻胶层126。
在本发明一实施例中，所述光刻胶层背离所述衬底一侧表面，高于所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面。光刻胶层在镂空区和边缘镂空区处可以为倒梯形结构。
如图3e所示，对应步骤S5，在所述第二类型半导体层123背离所述衬底121一侧表面蒸镀金属反射层200，所述金属反射层200对应所述光刻胶层126处具有开孔201；在所述第一方向Y上，所述金属反射层200与所述光刻胶层126无交叠。
如图3f所示，对应步骤S6，在所述金属反射层200背离所述衬底121一侧蒸镀保护层300，所述保护层300覆盖所述金属反射层200背离所述衬底121一侧表面和在所述开孔201处的侧壁，且保护层300在开孔201处对应具有通孔，且保护层300与光刻胶层126不接触。
在本发明一实施例中，本发明所提供的所述保护层包括覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面的第一部分，和覆盖所述金属反射层的侧壁的第二部分，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。本发明实施例提供的金属反射层和保护层的叠层能够有效去除吸光黑边(吸光黑面面积较现有技术减少至多5％)，增加了反光面积且提高了LED的芯片亮度(芯片亮度较现有技术增加至多2％)。
及，本发明实施例提供的所述金属反射层为Ag金属反射层。本发明实施例提供的所述保护层包括与所述金属反射层接触的Ni层。进一步的，本发明实施例提供的所述保护层还包括位于所述Ni层背离所述衬底一侧、且沿所述第一方向叠加设置的至少一个保护子叠层；所述保护子叠层包括沿所述第一方向依次叠加设置的Ti层和Pt层。
如图3g所示，对应步骤S7，去除所述光刻胶层126。
如图3h所示，对应步骤S8，在所述保护层300背离所述衬底121一侧形成第一绝缘层410。其中，第一绝缘层覆盖至边缘镂空区对应处和镂空区对应处。
如图3i所示，对应步骤S9，采用光刻工艺对所述第一绝缘层410进行刻蚀，形成裸露所述开孔201的第一开口411和裸露所述保护层300的第二开口412，所述第一绝缘层410在所述第一开口411处覆盖所述第一开口411的侧壁。
如图3j所示，对应步骤S10，采用金属剥离工艺在所述第一绝缘层410背离所述衬底121一侧形成电极层500，所述电极层500通过所述第一开口411与所述第一类型半导体层121接触，且所述电极层500包括裸露所述第二开口412的电极开口510。
如图3k所示，对应步骤S11，在所述电极层500背离所述衬底121一侧形成第二绝缘层420。
在本发明一实施例中，本发明提供的所述第一绝缘层的厚度范围为3.1-6μm，包括端点值；及所述第二绝缘层的厚度范围为3.1-6μm，包括端点值。
如图3l所示，对应步骤S12，采用光刻工艺对所述第二绝缘层420进行刻蚀，形成裸露所述电极层500的第三开口413和裸露所述电极开口510的第四开口414，所述第二绝缘层420在所述第四开口414处覆盖所述第四开口414的侧壁。
如图3m所示，对应步骤S13，采用金属剥离工艺在所述第二绝缘层420背离所述衬底121一侧形成第一电极610和第二电极620，所述第一电极610通过所述第三开口413与所述电极层500接触，所述第二电极620通过所述第四开口414与所述保护层300接触。
相应的，本发明实施例还提供了一种LED，采用上述任意一实施例提供的制备方法制作而成，LED包括：
外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层；其中，所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层，形成有多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区；及，所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层，形成有环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区。
位于所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述镂空区和所述边缘镂空区处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述镂空区和所述边缘镂空区无交叠。
以及，位于所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁。
此外，本发明实施例提供的LED还包括有第一绝缘层、电极层、第二绝缘层、第一电极和第二电极等结构，具体可参考上述任意一实施例提供的制备方法相关技术内容，对此不做多余赘述。
在本发明一实施例中，本发明提供的所述保护层包括覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面的第一部分，和覆盖所述金属反射层的侧壁的第二部分，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。
本发明实施例提供了一种LED及其制备方法，包括：提供外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层；采用光刻工艺对所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层进行刻蚀，形成多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区；采用光刻工艺对所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层进行刻蚀，形成环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区；在所述镂空区和所述边缘镂空区处填充光刻胶层；在所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述光刻胶层处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述光刻胶层无交叠；在所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁；去除所述光刻胶层。
由上述内容可知，以镂空区和边缘镂空区处填充的光刻胶层为保护结构，以在外延片上蒸镀金属反射层和保护层，而后去除光刻胶层。本发明实施例提供的技术方案，仅需要一次光刻工艺即可得到最终的金属反射层和保护层，使得LED制备方法的流程简单。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种LED的制备方法，其特征在于，包括：
提供外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层；
采用光刻工艺对所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层进行刻蚀，形成多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区；
采用光刻工艺对所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层进行刻蚀，形成环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区；
在所述镂空区和所述边缘镂空区处填充光刻胶层；
在所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述光刻胶层处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述光刻胶层无交叠；
在所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁；
去除所述光刻胶层。
2.根据权利要求1所述的LED的制备方法，其特征在于，所述保护层包括覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面的第一部分，和覆盖所述金属反射层的侧壁的第二部分，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。
3.根据权利要求1所述的LED的制备方法，其特征在于，所述光刻胶层背离所述衬底一侧表面，高于所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面。
4.根据权利要求1所述的LED的制备方法，其特征在于，所述金属反射层为Ag金属反射层。
5.根据权利要求1所述的LED的制备方法，其特征在于，所述保护层包括与所述金属反射层接触的Ni层。
6.根据权利要求5所述的LED的制备方法，其特征在于，所述保护层还包括位于所述Ni层背离所述衬底一侧、且沿所述第一方向叠加设置的至少一个保护子叠层；
所述保护子叠层包括沿所述第一方向依次叠加设置的Ti层和Pt层。
7.根据权利要求1所述的LED的制备方法，其特征在于，去除所述光刻胶层后，还包括：
在所述保护层背离所述衬底一侧形成第一绝缘层；
采用光刻工艺对所述第一绝缘层进行刻蚀，形成裸露所述开孔的第一开口和裸露所述保护层的第二开口，所述第一绝缘层在所述第一开口处覆盖所述第一开口的侧壁；
采用金属剥离工艺在所述第一绝缘层背离所述衬底一侧形成电极层，所述电极层通过所述第一开口与所述第一类型半导体层接触，且所述电极层包括裸露所述第二开口的电极开口；
在所述电极层背离所述衬底一侧形成第二绝缘层；
采用光刻工艺对所述第二绝缘层进行刻蚀，形成裸露所述电极层的第三开口和裸露所述电极开口的第四开口，所述第二绝缘层在所述第四开口处覆盖所述第四开口的侧壁；
采用金属剥离工艺在所述第二绝缘层背离所述衬底一侧形成第一电极和第二电极，所述第一电极通过所述第三开口与所述电极层接触，所述第二电极通过所述第四开口与所述保护层接触。
8.根据权利要求7所述的LED的制备方法，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度范围为3.1-6μm，包括端点值；
所述第二绝缘层的厚度范围为3.1-6μm，包括端点值。
9.一种LED，其特征在于，包括：
外延片，所述外延片包括在第一方向上依次叠加的衬底、第一类型半导体层、多量子阱层和第二类型半导体层；其中，所述第二类型半导体层和所述多量子阱层的叠层，形成有多个裸露所述第一类型半导体层的镂空区；及，所述第一类型半导体层、所述多量子阱层和所述第二类型半导体层的叠层，形成有环所述外延片侧壁且裸露所述衬底的边缘镂空区；
位于所述第二类型半导体层背离所述衬底一侧表面蒸镀金属反射层，所述金属反射层对应所述镂空区和所述边缘镂空区处具有开孔；在所述第一方向上，所述金属反射层与所述镂空区和所述边缘镂空区无交叠；
位于所述金属反射层背离所述衬底一侧蒸镀保护层，所述保护层覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面和在所述开孔处的侧壁。
10.根据权利要求9所述的LED，其特征在于，所述保护层包括覆盖所述金属反射层背离所述衬底一侧表面的第一部分，和覆盖所述金属反射层的侧壁的第二部分，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。
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