一种LED芯片的制备方法及采用该方法制备的LED芯片技术

本发明专利技术提供了一种LED芯片的制备方法及采用该方法制备的LED芯片，LED芯片包括依次生长在衬底上的N型半导体层、发光层、P型半导体层、电流阻挡层以及覆盖在电流阻挡层上的ITO透明导电层，N型半导体层制作有N电极，ITO透明导电层上制作P电极，所述N电极外侧的芯片上表面沉积有SiO2保护层，P电极外侧的芯片上表面依次沉积有SiON增透膜和SiO2保护层。本发明专利技术由于在ITO透明导电层的表面上沉积了一层SiON增透膜和使用磷酸溶液蚀刻SiON增透膜，使得在ITO透明导电层在芯片的制作流程中避免损伤和污染，提高了ITO透明导电层质量，使得LED芯片亮度提升的同时芯片电压下降，使LED更加节能环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED芯片制造领域，特别地，涉及一种LED芯片的制备方法及采用该方法制备的LED芯片。
技术介绍
LED芯片制作过程中，ITO(Indium Tin Oxide氧化铟锡)薄膜的制作是很重要的一个环节，目的是利用ITO薄膜的导电性进行电流扩展，且由于ITO膜具有良好的透明性，保证了LED芯片的出光效率。目前，制作LED芯片从蒸镀ITO透明导电层到沉积SiO2保护层这个过程中依次包括步骤：1、蒸镀ITO透明导电层；2、ITO光刻；3、ITO蚀刻图形化；4、ITO图形化后去胶；5、ICP光刻；6、ICP刻蚀露出N区；7、ICP刻蚀后去胶；8、沉积SiO2保护层。上述步骤中，ITO透明导电层会在光刻、刻蚀及去胶过程中反复多次受到显影液和去胶液的浸蚀，这样会使得ITO透明导电层的质量下降，影响出光效率，降低芯片亮度；而且ITO透明导电层表面的光刻胶不能百分之百去除干净，残留的杂质还会影响ITO透明导电层与金属电极的接触，导致芯片电压升高。中国专利申请201410596788.7公开了一种LED芯片的Al2O3/SiON增透膜结构的生长方法：将完成ITO蚀刻后的LED芯片放入到生长Al2O3薄膜的MOCVD腔体中，再将MOCVD腔体升温到400-680℃，通入腔体Al源与O源，生长Al2O3薄膜充当电极增透膜；使用负性光刻胶对Al2O3薄膜进行PAD光刻，在光刻胶上形成PAD图形；使用ICP设备对Al2O3薄膜进行干法刻蚀，去除PAD图形区域里的Al2O3薄膜；在刻蚀掉的增透膜上蒸镀金属电极，形成P、N电极结构，然后去除光刻胶，并将去胶后的芯片放入管式炉中退火处理；将制备好电极的LED产品放入等离子增强化学气相沉积PECVD设备腔体中，通入N2预热，然后通入稀释过的硅烷、一氧化二氮和氨气的混合气体，生长SiON增透膜；使用湿法刻蚀工艺刻蚀掉P、N电极表面上的SiON，至此增透膜生长完毕。该专利申请是在完成ITO蚀刻后在芯片的表面生长Al2O3/SiON增透膜结构，其ITO蚀刻之前的步骤还会受到损伤和污染，从而影响ITO膜层的质量，影响LED的发光亮度。因而，如何突破现有技术进一步提高LED的亮度仍然是本领域技术人员亟待解决的技术课题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种LED芯片的制备方法及采用该方法制备的LED芯片，以解决现有LED芯片制程中ITO透明导电层易被损伤和污染而影响LED亮度的问题，本专利技术所提供的LED芯片的制备方法是在蒸镀ITO透明导电层之后接着在ITO表面沉积一层SiON增透膜，使得ITO在芯片制程中受到SiON增透膜的保护，且在设置P电极前使用磷酸溶液蚀刻SiON增透膜，提高了ITO透明导电层的质量，可以有效的提升LED芯片的出光效率。为实现上述目的，本专利技术提供了一种LED芯片的制备方法，包括如下步骤：步骤A、在衬底上先后形成包含N型半导体层、发光层及P型半导体层的外延层和ITO透明导电层；步骤B、在ITO透明导电层上沉积一层SiON增透膜；步骤C、通过光刻和刻蚀形成N型半导体层上的台阶；使得上台阶部上的发光层、P型半导体层、ITO透明导电层和SiON增透膜均保留，而下台阶部上的发光层、P型半导体层、ITO透明导电层和SiON增透膜均被蚀刻去除；步骤D、在包括SiON增透膜和N型半导体层的下台阶部的LED整个上表面整面形成一层SiO2保护层；步骤E、通过光刻和蚀刻SiO2保护层和SiON增透膜而在ITO透明导电层上方形成用于设置P电极的凹槽P，且通过光刻和蚀刻SiO2保护层在所述下台阶部上方形成用于设置N电极的凹槽N；其中，在形成凹槽P时，先使用BOE溶液蚀刻SiO2保护层，后使用磷酸溶液蚀刻SiON增透膜；步骤F、在所述凹槽P处制作P电极和在所述凹槽N处制作N电极。在本专利技术中，步骤A中在形成ITO透明导电层之前还包括如下步骤：步骤a、在LED外延层上整面沉积电流阻挡层；步骤b、利用光刻和蚀刻去掉部分电流阻挡层，保留所需图案的电流阻挡层结构。在本专利技术中，所述步骤B中采用等离子体增强化学气相沉积法沉积SiON增透膜的厚度范围为100～1500埃。在本专利技术中，所述步骤C中采用BOE溶液蚀刻SiON增透膜。在本专利技术中，所述步骤C中使用BOE溶液对SiON增透膜的蚀刻时间为30～120秒。在本专利技术中，所述步骤E中使用的磷酸溶液中磷酸与水的体积比为1～9：1，腐蚀温度为80℃～200℃，腐蚀时间为30～200秒。另外，本专利技术还提供一种上述方法制备的LED芯片，所述LED芯片在厚度方向依次包括衬底、外延层和电极，且所述外延层包括N型半导体层、发光层及P型半导体层，N型半导体层为包括上台阶部和下台阶部的台阶型结构，发光层及P型半导体层依次设置在所述上台阶部上方，所述P型半导体层上还设有ITO透明导电层，所述电极包括设置在下台阶部上的N电极和设置在ITO透明导电层上的P电极，所述N电极外侧的芯片上表面沉积有SiO2保护层，P电极外侧的芯片上表面依次沉积有SiON增透膜和SiO2保护层。在本专利技术中，所述SiON增透膜的厚度为100～1500埃。在本专利技术中，所述P型半导体层上设有电流阻挡层，所述ITO透明导电层覆盖于所述电流阻挡层上方。相比于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术在LED外延层上完成沉积ITO透明导电层之后接着在ITO表面沉积一层SiON增透膜，使得ITO透明导电层在光刻、刻蚀以及光刻后去胶过程中受到了SiON增透膜的保护，避免了ITO透明导电层受损伤和污染，提高了ITO透明导电层的质量，使LED芯片亮度提升的同时电压有所降低；2、本专利技术在形成P电极的凹槽P时采用磷酸溶液刻蚀SiON增透膜，减少LED芯片与BOE溶液接触的时间，进一步降低或避免LED芯片制备过程中对的ITO透明导电层伤害；另外，这也降低了BOE溶液渗透过ITO透明导电层而腐蚀ITO透明导电层底下电流阻挡层的风险，进一步保证了LED芯片的出光效率。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术一种LED芯片的剖视结构示意图；其中，1、衬底，2、N型半导体层，21、上台阶部，22、下台阶部，3、发光层、4、P型半导体层，5、ITO透明导电层，6、SiON增透膜，7、SiO2保护层，8、N电极，9、P电极，10、电流阻挡层。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本专利技术的一种LED芯片，该LED芯片在厚度方向依次包括衬底1、外延层和电极，且外延层包括N型半导体层2、发光层3及P型半导体层4，N型半导体层2为包括上台阶部21和下台阶部22的台阶型结构，发光层3及P型半导体层4依次设置在所述上台阶部21上方，P型半导体层4上还设有ITO透明导电层5，电极包括设置在下台阶部22上的N电极8和设置在ITO透明导电层5上的P电极9，N电极外侧的芯片上表面沉积有SiO2保护层7，P电极外侧的芯片上表面依次沉积有SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A、在衬底(1)上先后形成包含N型半导体层(2)、发光层(3)及P型半导体层(4)的外延层和ITO透明导电层(5)；步骤B、在ITO透明导电层(5)上沉积一层SiON增透膜(6)；步骤C、通过光刻和刻蚀形成N型半导体层(2)上的台阶；使得上台阶部(21)上的发光层(3)、P型半导体层(4)、ITO透明导电层(5)和SiON增透膜(6)均保留，而下台阶部(22)上的发光层(3)、P型半导体层(4)、ITO透明导电层(5)和SiON增透膜(6)均被蚀刻去除；步骤D、在包括SiON增透膜(6)和N型半导体层的下台阶部(22)的LED整个上表面整面形成一层SiO2保护层(7)；步骤E、通过光刻和蚀刻SiO2保护层(7)和SiON增透膜(6)而在ITO透明导电层(5)上方形成用于设置P电极(9)的凹槽P，且通过光刻和蚀刻SiO2保护层(7)在所述下台阶部(22)上方形成用于设置N电极(8)的凹槽N；其中，在形成凹槽P时，先使用BOE溶液蚀刻SiO2保护层(7)，后使用磷酸溶液蚀刻SiON增透膜(6)；步骤F、在所述凹槽P处制作P电极和在所述凹槽N处制作N电极。...

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A、在衬底(1)上先后形成包含N型半导体层(2)、发光层(3)及P型半导体层(4)的外延层和ITO透明导电层(5)；步骤B、在ITO透明导电层(5)上沉积一层SiON增透膜(6)；步骤C、通过光刻和刻蚀形成N型半导体层(2)上的台阶；使得上台阶部(21)上的发光层(3)、P型半导体层(4)、ITO透明导电层(5)和SiON增透膜(6)均保留，而下台阶部(22)上的发光层(3)、P型半导体层(4)、ITO透明导电层(5)和SiON增透膜(6)均被蚀刻去除；步骤D、在包括SiON增透膜(6)和N型半导体层的下台阶部(22)的LED整个上表面整面形成一层SiO2保护层(7)；步骤E、通过光刻和蚀刻SiO2保护层(7)和SiON增透膜(6)而在ITO透明导电层(5)上方形成用于设置P电极(9)的凹槽P，且通过光刻和蚀刻SiO2保护层(7)在所述下台阶部(22)上方形成用于设置N电极(8)的凹槽N；其中，在形成凹槽P时，先使用BOE溶液蚀刻SiO2保护层(7)，后使用磷酸溶液蚀刻SiON增透膜(6)；步骤F、在所述凹槽P处制作P电极和在所述凹槽N处制作N电极。2.根据权利要求1所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤A中在形成ITO透明导电层(5)之前还包括如下步骤：步骤a、在LED外延层上整面沉积电流阻挡层(10)；步骤b、利用光刻和蚀刻去掉部分电流阻挡层，保留所需图案的电流阻挡层结构。3.根据权利要求1所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤B中采用等离子体增强化学气相...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡弃疾，张雪亮，汪延明，
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