发光二极管及其制作方法技术

本申请公开了一种发光二极管及其制作方法。本申请的发光二极管制作方法包括：在衬底材料上制作外延片；在所述外延片上刻蚀晶圆图形，露出台阶并形成切割道；在刻蚀后的晶圆的正面沉积保护层；沿所述切割道对沉积所述保护层后的所述晶圆进行切割；清洗所述切割道的侧壁；制作电流阻挡层；制作电流扩展导电层；在所述电流扩展导电层中进行开孔，对所述开孔和所述切割道侧壁进行蒸镀，用以制作金属电极；以及制作钝化层。本申请的发光二极管及其制作方法对于小尺寸芯片，可以解决尺寸过小导致的P、N金属电极距离过近无法焊线的问题，提升芯片品质；对于大功率芯片，可以减少电极过多导致的挡光现象，提升芯片出光效率，增加亮度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及，更具体地，涉及一种发光二极管的金属电 极的制作方法。
技术介绍
发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED)是一种将电能转化为光能的半导 体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光。LED作为一种高效、 环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优 点，正在被迅速广泛地得到应用。如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源、 户外全彩显示屏等。尤其是在照明领域，大功率芯片是未来LED发展的趋势。 图1是为LED芯片的结构示意图。如图1所示，LED芯片具有蓝宝石衬底101，外 延层102位于蓝宝石衬底101之上，电流扩展层103位于外延层102之上。外延层102包括 缓冲层、N型GaN层、多量子阱以及P型GaN层。电流扩展层103包括电流阻挡层（Current Blocking Layer，简称CBL)、电流扩展导电（例如氧化铟锡（Indium Tin Oxides，简称 ITO);又例如氧化锌（Zinc oxide，简称ZnO))层、金属电极以及钝化层（例如，氧化硅保护 层）。 由于磊晶和LED芯片制作技术的不断进步，LED芯片的亮度随之不断提升，因此在 一些对亮度要求不高的应用领域，我们可以将芯片的尺寸做小，例如5*5mil 2的单颗管芯。 如果采用传统的金属电极结构（即具有两个金属焊盘的正装结构）来制作小尺寸芯片，P型 电极的金属焊盘和N型电极的金属焊盘的间距会变得太小，从而导致在封装焊线过程中无 法完成焊线操作。 此外，对于大功率LED芯片而言，造成GaN基LED外量子效率和光提取效率（光提 取效率和外量子效率在本质上是一致的）较低的原因主要包括晶格缺陷对光的吸收、衬底 对光的吸收以及光在出射过程中的全反射、材料层中的波导效应等。例如，大部分光子在半 导体与外部界面上由于全反射而回到半导体内部，全反射光被活性层自身、基板、电极等吸 收而无法出射，因此，一般LED芯片的外部取光效率比内量子效率低很多。又例如金属电极 层能吸收约30%的出射光线从而影响光子逸出。又例如N、P型金属电极上键合焊点和引 线对出射光线的遮挡也可影响光子逸出。 因此，本专利技术提供一种新的以解决上述问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种以解决上述问题。 本申请的发光二极管制作方法包括：在衬底材料上制作外延片；在所述外延片上 刻蚀晶圆图形，露出台阶并形成切割道；在刻蚀后的晶圆的正面沉积保护层；沿所述切割 道对沉积所述保护层后的所述晶圆进行切割；清洗所述切割道的侧壁；制作电流阻挡层； 制作电流扩展导电层；在所述电流扩展导电层中进行开孔，对所述开孔和所述切割道侧壁 进行蒸镀，用以制作金属电极；以及制作钝化层。 优选地，在所述外延片上刻蚀晶圆图形的刻蚀深度为1~2 μ m。 优选地，所述切割道的宽度为10~30 μ m。 优选地，在沿所述切割道对沉积所述保护层后的所述晶圆进行正面切割的步骤 中，切割宽度为10~20 μ m，切割深度为10~30 μ m。 优选地，使用混合比例为2:1~5:1的硫酸与磷酸的混合液清洗所述切割道的侧 壁，其中所述混合液的温度为100~200°c，清洗时间为10~60分钟。 优选地，在所述电流扩展导电层中进行开孔露出所述外延片的P型GaN层。 优选地，蒸镀后的所述开孔作为P型金属电极，蒸镀后的所述切割道侧壁作为N型 金属电极。 优选地，蒸镀后的所述切割道侧壁的金属厚度为1~3 μπι。 本申请的发光二极管，包括衬底、外延片、保护层、电流阻挡层、电流扩展导电层、 金属电极以及钝化层，其特征在于，所述金属电极包括：Ρ型金属电极；以及N型金属电极； 其中，在所述电流扩展导电层中进行开孔，蒸镀后的所述开孔为所述P型金属电极，沿着所 述外延片上经过刻蚀所形成的切割道对沉积所述保护层后的晶圆进行切割，蒸镀后的所述 切割道的侧壁为所述N型金属电极。 优选地，蒸镀后的所述切割道侧壁的金属厚度为1~3 μπι。 本专利技术提出的与现有的相比， 具有以下优点： 1)对于小尺寸芯片，可以解决尺寸过小导致的Ρ、Ν金属电极距离过近无法焊线的 问题，提升芯片品质； 2)对于大功率芯片，可以减少电极过多导致的挡光现象，提升芯片出光效率，增加 亮度。 当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中： 图1为LED芯片的结构示意图； 图2为现有的LED芯片制作方法的流程示意图； 图3为利用图2的LED芯片制作方法的制作出的传统正装结构小尺寸LED芯片的 俯视不意图； 图4为利用图2的LED芯片制作方法的制作出的另一传统正装结构小尺寸LED芯 片的俯视示意图； 图5为利用图2的LED芯片制作方法的制作出的传统正装结构小尺寸LED芯片的 剖面示意图； 图6为利用图2的LED芯片制作方法的制作出的传统正装结构大尺寸LED芯片的 俯视不意图； 图7为依据本专利技术一实施例的LED芯片制作方法的流程示意图； 图8为利用图7的LED芯片制作方法制作出的新型正装结构小尺寸LED芯片的俯 视不意图； 图9为利用图7的LED芯片制作方法制作出的新型正装结构小尺寸LED芯片的剖 面示意图； 图10为利用图7的LED芯片制作方法制作出的新型正装结构大尺寸LED芯片的 俯视示意图。【具体实施方式】 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员 应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以 名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在 通篇说明书及权利要求当中所提及的"包含"为一开放式用语，故应解释成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述 技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述 描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围 当视所附权利要求所界定者为准。 图2为现有的LED芯片制作方法的流程示意图。 步骤201、在衬底材料上制作外延层。 在衬底上生长一层GaN外延层。GaN外延层的制作具体包括以下步骤：将衬底表 面清洁后先沉积缓冲层，然后在缓冲层上生长η型GaN层，接着在η型GaN层上生长多量子 阱层，然后在多量子阱层上外延生长P型GaN层。 步骤202、对外延层进行刻蚀，露出台阶。 用ICP等离子刻蚀机刻蚀外延片露出台阶。刻蚀深度可为1~2 μπι。 步骤203、沉积电流阻挡层。 在步骤202产生的晶圆正面沉积电流阻挡层，电流阻挡层的材料可例如为二氧化 硅（SI02)，又可例如为SiNx。 步骤204、制作电流扩展导电层。 可采用电子束蒸发法蒸镀氧化铟锡（ITO)或氧化锌（ZnO)。 步骤205、制作金属电极。 可在电流扩展导电层中进行开孔，露出P型GaN层，用干法刻蚀出N型GaN。并采 用E-Gun蒸镀电极，经过剥离技术（lift o本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管制作方法，其特征在于，包括：在衬底材料上制作外延片；在所述外延片上刻蚀晶圆图形，露出台阶并形成切割道；在刻蚀后的晶圆的正面沉积保护层；沿所述切割道对沉积所述保护层后的所述晶圆进行切割；清洗所述切割道的侧壁；制作电流阻挡层；制作电流扩展导电层；在所述电流扩展导电层中进行开孔，对所述开孔和所述切割道侧壁进行蒸镀，用以制作金属电极；以及制作钝化层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾国齐，汪延明，苗振林，徐平，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43