一种GaN 基发光二极管芯片的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，属于光电子技术领域，本发明专利技术通过在p型GaN层的表面先刻蚀大台面结构，再生长CBL层(电流阻挡层)，然后经过光刻腐蚀CBL，蒸镀ITO，光刻小台图形，生长SiO2钝化层，然后在钝化层上甩匀光刻胶、曝光和显影，制作出P型电极和N型电极结构图形，在经过干法刻蚀钝化层，之后再刻蚀掉不导电层，本发明专利技术调整了钝化层和电极的制作步骤，从而省略、简化了光刻的次数，同时也改善了常规中光刻步骤的湿法腐蚀步骤，采用本方法将不会出现腐蚀钝化层时破坏底下覆盖ITO的CBL的情况，提高了产品良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，属于光电子

技术介绍
刻蚀，在半导体制造工艺中是一种相当重要的步骤。是与光刻相联系的图形化(pattern)处理的一种主要工艺。所谓刻蚀，实际上狭义理解就是光刻腐蚀，先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理，然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。随着微制造工艺的发展，广义上来讲，刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称，成为微加工制造的一种普适叫法。刻蚀最常用的分类有两种：干法刻蚀和湿法刻蚀。它们的区别就在于湿法使用溶剂或溶液来进行刻蚀。湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应过程，是指利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的。其特点是：湿法刻蚀在半导体工艺中有着广泛应用：磨片、抛光、清洗、腐蚀。优点是选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低。缺点是：钻刻严重、对图形的控制性较差，不能用于小的特征尺寸；会产生大量的化学废液。干法刻蚀种类很多，包括光挥发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等。其优点是：各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高。缺点是：成本高，设备复杂。干法刻蚀主要形式有纯化学过程(如屏蔽式，下游式，桶式)，纯物理过程(如离子铣)，物理化学过程，常用的有反应离子刻蚀RIE，离子束辅助自由基刻蚀ICP等。干法刻蚀方式很多，一般有：溅射与离子束铣蚀，等离子刻蚀(Plasma Etching)，高压等离子刻蚀，高密度等离子体(HDP)刻蚀，反应离子刻蚀(RIE)。另外，化学机械抛光CMP，剥离技术等等也可看成是广义刻蚀的一些技术。目前常用的GaN基发光二极管芯片的制备方法是：光刻电极图形时，需要进行湿法腐蚀钝化层，若钝化层下面的ITO(透明导电膜)膜致密性不好，则容易腐蚀ITO膜下面的CBL(电流阻挡层)层，造成参数异常，如果采用干法刻蚀，往往需要氟化物对表面进行刻蚀，但常用的氟化物如六氟化硫容易和GaN表面发生发应生成一层不导电的化合物，导致芯片不导电。
技术实现思路
针对现有工艺存在的问题，本专利提出了一种干法刻蚀钝化层的工艺方法，既能提高产品良率，同时又降低了原材料的消耗。术语解释：LED：发光二极管；CBL层：电流阻挡层；ITO：氧化铟锡。本专利技术的技术方案如下：一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，包括步骤如下:(1)在P型GaN层的表面涂上正性光刻胶，光刻出大台图形；(2)通过干法刻蚀沿P型GaN层刻蚀至N型GaN层，刻蚀形成大台面结构，并去除光刻胶；(3)生长一层SiO2，作为CBL层；(4)在CBL层上表面做上正性光刻胶，做出CBL图形，去除表面残留光刻胶；(5)生长一层ITO，作为透明导电膜；(6)在透明导电膜表面涂上正性光刻胶，光刻出电流扩展层小台图形，对透明导电膜进行湿法腐蚀，腐蚀出透明导电膜的导电层图形，形成小台面结构，去除残留光刻胶；(7)生长一层SiO2，作为钝化层；(8)在晶片表面甩匀负性光刻胶，曝光、显影后，制作出p型电极和N型电极结构光刻胶图形；(9)使用SF6对钝化层进行干法刻蚀，再使用刻蚀气体刻蚀掉SF6与GaN层反应生成的不导电层；(10)在透明导电膜的台面上制备p型电极，在n型GaN层的大台面上制备n型电极。根据本专利技术优选的，所述步骤(1)中在P型GaN层的表面所涂的正性光刻胶的厚度为25000-45000埃，进一步优选为25000-30000埃，优选30000埃。根据本专利技术优选的，所述步骤(2)中干法刻蚀的深度在12000-16000埃，优选14000埃。根据本专利技术优选的，所述步骤(3)的CBL电流阻挡层的厚度为100－3000埃，进一步优选为300-800埃，优选500埃。根据本专利技术优选的，所述步骤(5)中氧化铟锡的厚度为500－1500埃，进一步优选为1000-1500埃，优选1200埃。根据本专利技术优选的，所述步骤(7)中钝化层的厚度900-3000埃，进一步优选为900-1000埃，优化900埃。根据本专利技术优选，所述步骤(9)中，对钝化层进行干法刻蚀的气体为SF6，SF6流量为20-70sccm，进一步优选为30-50sccm，优选35sccm，刻蚀功率为260W。根据本专利技术优选的，所述步骤(9)中，对不导电层进行刻蚀的刻蚀气体为Ar、Cl2、BCl3中的一种或多种。进一步优选的，所述步骤(9)中，对不导电层进行刻蚀的刻蚀气体为Cl2或/和BCl3，刻蚀功率为260W。进一步优选的，所述步骤(9)中，对不导电层进行刻蚀的刻蚀气体为Cl2和BCl3时，Cl2气体流量为100sccm，BCl3气体流量为20sccm。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过在p型GaN层的表面先刻蚀大台，再生长CBL层(电流阻挡层)，然后经过光刻腐蚀CBL，蒸镀ITO，光刻小台图形，生长SiO2钝化层，然后在钝化层上甩匀光刻胶、曝光和显影，制作出P型电极和N型电极结构图形，在经过干法刻蚀钝化层，之后再刻蚀掉不导电层，本专利技术也改善了常规中光刻步骤的湿法腐蚀步骤，采用本方法将不会出现腐蚀钝化层时破坏底下覆盖ITO的CBL的情况，保护了ITO膜下的CBL层，且干法刻蚀钝化层与之后再刻蚀掉不导电层这两个步骤在同一设备中完成，与湿法腐蚀相比简化了工艺流程，提高了产品良率，同时还提高了生产效率和安全性。附图说明图1是本专利技术中步骤(1)在GaN基外延片上涂上正胶后光刻出大台图形的示意图。图2是本专利技术步骤(2)刻蚀出大台台面的示意图。图3是本专利技术步骤(3)中在GaN表面生长CBL示意图。图4是本专利技术中的步骤(4)制得CBL图形的示意图。图5是本专利技术中的步骤(5)生长ITO薄膜的示意图。图6是本专利技术中的步骤(6)腐蚀ITO薄膜的小台面示意图。图7是本专利技术中的步骤(7)生长完钝化层的示意图。图8是本专利技术中的步骤(8)做出电极图形后进行腐蚀之前的示意图；图9是本专利技术中的步骤(9)干法刻蚀钝化层的示意图；图10是本专利技术中的步骤(9)刻蚀掉不导电层的示意图；图11是本专利技术中的步骤(10)生长P、N电极之后的示意图。图中：1、正性光刻胶；2、P-GaN层；3、N-GaN层；4、CBL层；5、透明导电膜(ITO)；6、钝化层；7、光刻胶；8、P电极；9、N电极。具体实施方式下面结合说明书附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步描述，但不限于此。实施例1一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，包括步骤如下:(1)首先如图1所示在GaN基外延片的p型GaN层的表面甩匀光刻胶，光刻胶为正性光刻胶，厚度为30000埃，然后进行光刻步骤光刻出P型GaN的大台图形；(2)如图2所示进行ICP刻蚀，利用ICP干法刻蚀方法，沿上一步骤的大台图形外延片刻蚀出大台面结构，刻蚀的深度需要刻蚀到N-GaN层、同时去除表面残留的光刻胶，本实施例中，蚀刻深度为14000埃；(3)将刻蚀完毕的晶片放入PECVD设备生长CBL层，厚度为500埃，如图3所示；(4)将带有CBL层的晶片经过甩光刻胶、曝光、显影后，通过湿法腐蚀、去残留光刻胶步骤后做出CBL图形，如图4所示，同时去除表面残留的光刻胶，光刻胶为正性光刻胶；(5)如图5所示在带有CBL层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤如下:(1)在P型GaN层的表面涂上正性光刻胶，光刻出大台图形；(2)通过干法刻蚀沿P型GaN层刻蚀至N型GaN层，刻蚀形成大台面结构，并去除光刻胶；(3)生长一层SiO2，作为CBL层；(4)在CBL层上表面做上正性光刻胶，做出CBL图形，去除表面残留光刻胶；(5)生长一层ITO，作为透明导电膜；(6)在透明导电膜表面涂上正性光刻胶，光刻出电流扩展层小台图形，对透明导电膜进行湿法腐蚀，腐蚀出透明导电膜的导电层图形，形成小台面结构，去除残留光刻胶；(7)生长一层SiO2，作为钝化层；(8)在晶片表面甩匀负性光刻胶，曝光、显影后，制作出p型电极和N型电极结构光刻胶图形；(9)使用SF6对钝化层进行干法刻蚀，再使用刻蚀气体刻蚀掉SF6与GaN层反应生成的不导电层；(10)在透明导电膜的台面上制备p型电极，在n型GaN层的大台面上制备n型电极。

【技术特征摘要】
1.一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤如下:(1)在P型GaN层的表面涂上正性光刻胶，光刻出大台图形；(2)通过干法刻蚀沿P型GaN层刻蚀至N型GaN层，刻蚀形成大台面结构，并去除光刻胶；(3)生长一层SiO2，作为CBL层；(4)在CBL层上表面做上正性光刻胶，做出CBL图形，去除表面残留光刻胶；(5)生长一层ITO，作为透明导电膜；(6)在透明导电膜表面涂上正性光刻胶，光刻出电流扩展层小台图形，对透明导电膜进行湿法腐蚀，腐蚀出透明导电膜的导电层图形，形成小台面结构，去除残留光刻胶；(7)生长一层SiO2，作为钝化层；(8)在晶片表面甩匀负性光刻胶，曝光、显影后，制作出p型电极和N型电极结构光刻胶图形；(9)使用SF6对钝化层进行干法刻蚀，再使用刻蚀气体刻蚀掉SF6与GaN层反应生成的不导电层；(10)在透明导电膜的台面上制备p型电极，在n型GaN层的大台面上制备n型电极。2.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中在P型GaN层的表面所涂的正性光刻胶的厚度为25000-45000埃，进一步优选为25000-30000埃，优选30000埃。3.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中干法刻蚀的深度在12000-16000埃，优选14000埃。4.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟，彭璐，吴向龙，闫宝华，刘琦，徐现刚，
申请(专利权)人：山东浪潮华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37