一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法技术

本发明专利技术提供一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤1)在基片上使用侧壁陡直的第一掩膜刻蚀出侧壁陡直的深刻蚀沟槽；步骤2)在所述深刻蚀沟槽中需要金属桥接处使用侧壁平缓的第二掩膜刻蚀出缓坡部。本发明专利技术的高压LED芯片制备方法既能保证斜坡处金属连接正常，又能使发光面积最大化，提升芯片性能；实际增大的发光面积视芯片大小及串联次数多少而定，芯片越小，串联次数越多，发光面积增加越多；总体上，发光面积可增大10‑30％，亮度增加3‑10％；电压降低0.03‑0.1V；寿命测试光衰减少1‑3％。

【技术实现步骤摘要】
一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法
本专利技术涉及LED芯片制造领域，特别是涉及一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法。
技术介绍
高压(HV)LED芯片是在LED芯片制备段将多颗芯片串联发光，减少下游封装厂焊线次数，提高其生产效率并节约成本，且封装体的可靠性随着焊线次数的减少有所提升。高压芯片要实现串联，必须将GaN分割成若干单元，将各单元之间做好绝缘，这是高压芯片和普通芯片最大的差异。目前分割高压芯片采用的是光刻胶掩膜的干法刻蚀GaN的方法，为保证绝缘层以及金属能很好的在刻蚀后的沟槽侧壁附着，侧壁一般需要做成小于45°的斜面，因此刻蚀沟槽宽度一般会达到20-35um。该工艺沟槽面积占比大，发光面损失严重,尤其是小芯片或多颗串联芯片。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，用于解决现有技术中高压芯片沟槽面积占比过大、发光面损失的问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下方案：一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤1)在基片上使用侧壁陡直的第一掩膜刻蚀出侧壁陡直的深刻蚀沟槽；步骤2)在所述深刻蚀沟槽中需要金属桥接处使用侧壁平缓的第二掩膜刻蚀出缓坡部。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤1)中，刻蚀所述深刻蚀沟槽包括以下步骤：步骤11)提供一基片，在所述基片上蒸镀或沉积第一掩膜层；步骤12)在步骤11)处理后的基片上使用正性光阻光刻出深刻蚀沟槽；步骤13)在步骤12)处理后的基片上使用干法刻蚀的方法去除深刻蚀沟槽内的第一掩膜层；步骤14)在步骤13)处理后的基片上进行深刻蚀，将GaN层完全刻完，并刻蚀至衬底层；步骤15)去除步骤14)中基片上多余的第一掩膜层，并清洗干净，得到侧壁陡直的深刻蚀沟槽。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤11)中，蒸镀或沉积第一掩膜层的厚度范围控制在2.5-5um之间。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤12)中，使用正光阻光刻出深刻蚀沟槽的宽度范围控制在4-6um之间。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤13)中，干法刻蚀选择的刻蚀气体包括四氯甲烷、三氯甲烷、四氟甲烷中的任一种。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤14)中，深刻蚀选择的刻蚀气体包括氯气和/或三氯化硼。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤2)中，刻蚀所述缓坡部包括以下步骤：步骤21)在步骤15)处理后的基片上匀厚度为10-15um的第二掩膜层，光刻出上宽下窄的深刻蚀沟槽，且所述深刻蚀沟槽仅在金属桥接处制作；步骤22)将步骤21)处理后的基片放置在烘箱中烘烤28-35分钟，使第二掩膜层发生形变，保持深刻蚀沟槽下开口的宽度不变，上开口的宽度变宽；步骤23)在步骤22)处理后的基片上进行深刻蚀，将GaN层完全刻完，并刻蚀至衬底层；步骤24)去除步骤23)中基片上多余的第二掩膜层，并清洗干净，得到具有局部缓坡形貌、整体陡坡形貌的深刻蚀沟槽。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤21)中，光刻出上开口宽下开口窄的深刻蚀沟槽，其中，所述深刻蚀沟槽的上开口宽度范围控制在14-20um之间，下开口宽度范围控制在5-10um之间。于本专利技术一实施方式中，在所述步骤22)中，深刻蚀沟槽的下开口宽度保持不变，上开口宽度范围控制在25-30um之间，所述烘箱的温度范围控制在100-115℃之间。于本专利技术一实施方式中，所述第一掩膜包括光刻胶、二氧化硅和金属镍中的任一种，所述第二掩膜为正性光刻胶。如上所述，本专利技术的提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，在需要金属桥接的地方将深刻蚀沟槽斜坡做平缓，在其它地方将深刻蚀沟槽做陡直，具有以下有益效果：1)既能保证斜坡处金属连接的正常，又能使发光面积最大化，提升芯片性能；2)发光面积增大10-30％，实际增大的发光面积视芯片大小及串联次数多少，芯片越小，串联次数越多，发光面积增加越多；3)亮度增加3-10％；4)电压降低0.03-0.1V；5)寿命测试光衰减少1-3％。附图说明图1为本专利技术于一实施例中步骤12)后形成的深刻蚀沟槽的俯视图。图2为图1中深刻蚀沟槽中陡坡处沿AA’的剖视图。图3为本专利技术于一实施例中步骤13)后形成的深刻蚀沟槽的俯视图。图4为图3中深刻蚀沟槽中陡坡处沿AA’的剖视图。图5为本专利技术于一实施例中步骤14)后形成的深刻蚀沟槽的俯视图。图6为图5中深刻蚀沟槽中陡坡处沿AA’的剖视图。图7为本专利技术于一实施例中步骤22)后形成的深刻蚀沟槽的俯视图。图8为图7中深刻蚀沟槽中陡坡处沿AA’的剖视图。图9为图7中深刻蚀沟槽中缓坡处沿BB’的剖视图。图10为本专利技术于一实施例中步骤23)后形成的深刻蚀沟槽的俯视图。图11为图10中深刻蚀沟槽中陡坡处沿AA’的剖视图。图12为图10中深刻蚀沟槽中缓坡处沿BB’的剖视图。图13为本专利技术于一实施例中步骤24)后形成的深刻蚀沟槽的俯视图。图14为图13中深刻蚀沟槽中陡坡处沿AA’的剖视图。图15为图13中深刻蚀沟槽中缓坡处沿BB’的剖视图。元件标号说明1正性光阻层2第一掩膜层3GaN层4衬底层2’第二掩膜层具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1)在基片上使用侧壁陡直的第一掩膜刻蚀出侧壁陡直的深刻蚀沟槽；步骤2)在所述深刻蚀沟槽中需要金属桥接处使用侧壁平缓的第二掩膜刻蚀出缓坡部。作为示例，所述第一掩膜包括光刻胶、二氧化硅和金属镍中的任一种，所述第二掩膜为正性光刻胶。本专利技术的关键点是将深刻蚀沟槽分为两个部分分别制作：陡坡部分，使用侧壁陡直的光刻胶、氧化硅或金属镍作为掩膜，刻蚀出上开口较窄的沟槽形貌，该部分无金属桥接；缓坡部分，使用侧壁平缓的光刻胶作为掩膜，刻蚀出上开口较宽的沟槽形貌，该部分作为金属桥接处，其中，光刻胶平缓程度可通过高温烘烤进行调节。于一具体实施例中，在所述步骤1)中，刻蚀所述深刻蚀沟槽包括以下步骤：步骤11)提供一基片，在所述基片上蒸镀或沉积第一掩膜层2；所述第一掩膜层2为二氧化硅，所述二氧化硅的厚度范围控制在2.5-5um之间。步骤12)在步骤11)处理后的基片上使用正性光阻光刻出深刻蚀沟槽，所述深刻蚀沟槽的宽度范围控制在4-6um之间。图1为该步骤后形成的深刻蚀沟槽的俯视图，图2为图1中陡坡处沿AA’的剖视图，图2中由上至下包括四层，依次为正性光阻层1、第一掩膜层2、GaN层3和衬底层4。其中，正性光阻层1中间被刻蚀，形成深刻蚀沟槽形貌。步骤13)在步骤12)处理后的基片上使用干法刻蚀的方法去除深刻蚀沟槽内的第一掩膜层2；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1)在基片上使用侧壁陡直的第一掩膜刻蚀出侧壁陡直的深刻蚀沟槽；步骤2)在所述深刻蚀沟槽中需要金属桥接处使用侧壁平缓的第二掩膜刻蚀出缓坡部。

【技术特征摘要】
1.一种提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤1)在基片上使用侧壁陡直的第一掩膜刻蚀出侧壁陡直的深刻蚀沟槽；步骤2)在所述深刻蚀沟槽中需要金属桥接处使用侧壁平缓的第二掩膜刻蚀出缓坡部。2.根据权利要求1所述的提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其特征在于，在所述步骤1)中，刻蚀所述深刻蚀沟槽包括以下步骤：步骤11)提供一基片，在所述基片上蒸镀或沉积第一掩膜层；步骤12)在步骤11)处理后的基片上使用正性光阻光刻出深刻蚀沟槽；步骤13)在步骤12)处理后的基片上使用干法刻蚀的方法去除深刻蚀沟槽内的第一掩膜层；步骤14)在步骤13)处理后的基片上进行深刻蚀，将GaN层完全刻完，并刻蚀至衬底层；步骤15)去除步骤14)中基片上多余的第一掩膜，并清洗干净，得到侧壁陡直的深刻蚀沟槽。3.根据权利要求2所述的提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其特征在于，在所述步骤11)中，蒸镀或沉积第一掩膜层的厚度范围控制在2.5-5um之间。4.根据权利要求2所述的提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其特征在于，在所述步骤12)中，使用正光阻光刻出深刻蚀沟槽的宽度范围控制在4-6um之间。5.根据权利要求2所述的提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其特征在于，在所述步骤13)中，干法刻蚀选择的刻蚀气体包括四氯甲烷、三氯甲烷、四氟甲烷中的任一种。6.根据权利要求2所述的提高发光面占比的高压LED芯片制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永军，刘亚柱，齐胜利，潘尧波，唐军，
申请(专利权)人：合肥彩虹蓝光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34