防止LED管芯污染的方法技术

提供一种允许反射层邻接倚靠金属接触部的边缘同时防止LED管芯的金属接触部的污染的方法。该方法包括在沉积反射膜层之前用阻挡层封装电接触（即，金属接触部）过孔。阻挡层通过限定具有比金属接触部过孔更大大小的掩模图案来封装金属接触部，这防止了金属接触部被反射膜污染。这种封装减少了金属接触部的污染，并且还减少了LED管芯工作期间的电压降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防止LED管芯污染的方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月14日提交的美国非临时申请15/842,391和2018年1月31日提交的欧洲专利申请第18154461.0号的权益，它们的内容通过引用在此并入本文。
本专利技术大体上涉及发光二极管（LED），并且更具体地涉及最小化LED处理期间的污染。
技术介绍
包括变化的LED管芯架构的应用是已知的。在需要电接触的LED布置的区域中创建过孔。本领域普通技术人员理解，在沉积期间或在随后的处理步骤中，诸如银（Ag）和铝（Al）的可移动原子可以迁移或以其他方式重定位到过孔中。这在某些LED管芯中尤其成问题，因为已知Ag污染下面的外延。防止污染的典型方法是提供阻挡层（或如图1中示出的电介质层114），并在位于下面的阻挡材料中的过孔和位于Ag层中的过孔之间提供大的偏移。随后通过覆盖保护板材料（诸如镍（Ni）或钨（W））来密封Ag层，这导致Ag层的总表面积的减少，并减少了每个LED管芯上的反射面积。生产LED管芯通常涉及多轮掩模和光刻，这需要第二沉积层中的大的过孔大小，以为由于过孔未对准而导致的问题提供余量。第一沉积层和第二沉积层之间的过孔大小的这种不匹配限定了关键尺寸（CD）的大小，并且如果使用蚀刻来形成过孔，则这导致大的底切，从而导致增大的CD。半导体材料的蚀刻是众所周知的，并且在美国专利9,583,353中描述，该专利通过引用并入本文，如同完全阐述一样。包括用于LED架构的晶片接合的应用也是众所周知的。在美国专利8,154,042中公开了另一种已知类型的LED管芯，该专利通过引用并入本文，如同完全阐述一样。这些已知类型的器件已经产生了显著增加的光输出。然而，仍然存在污染问题。LED管芯中的反射层以各种方式污染相关联的金属接触部。由于接触金属之上的直接沉积、反射膜退火工艺、在反射层的蚀刻工艺期间与过孔接触的蚀刻产物的侵入和/或由于在反射层的形成期间从第一阻挡层去除材料而在随后的接合层中的空隙，可能发生污染。如果反射膜的微量元素与下面的外延变成电接触，则可能导致一致的高正向电压。将期望提供一种防止LED管芯中的金属接触部的污染的可靠方法。
技术实现思路
简要地说，提供了一种用于防止在LED管芯的金属接触部处的污染的方法。本公开提供了施加阻挡层以封装电接触（即，金属接触部）的方法，这最小化了反射层中的关键尺寸（CD），从而增加了LED管芯上的总反射表面。阻挡层通过限定具有比金属接触部过孔更大大小的掩模图案来封装金属接触部，这防止了金属接触部被反射膜污染。这种封装防止了金属接触部的污染，并且还减少了LED管芯工作期间的电压升高。附图说明当结合所附附图阅读时，将最好地理解前述
技术实现思路
以及以下详细描述。在附图中：图1A-1H图示了根据第一实施例的用于形成LED管芯的步骤。图2图示了在位于LED管芯中的阻挡层和反射层之间形成的间隙。图3A-3G图示了根据第二实施例的用于形成LED管芯的步骤。图4图示了示出LED管芯的特性的表格。图5A图示了根据现有技术的LED管芯的形貌。图5B图示了根据本专利技术实施例的LED管芯的形貌。图6A-6H图示了根据第三实施例的用于形成LED管芯的步骤。图7A-7H图示了根据第四实施例的用于形成LED管芯的步骤。图8A-8G图示了根据第五实施例的用于形成LED管芯的步骤。图9A-9D图示了根据一实施例的LED管芯的关键尺寸。具体实施方式应当理解，用于防止LED管芯中的污染的附图和描述已经简化，以示出与清楚理解有关的元件，同时为了清楚起见，消除了典型电子封装中发现的许多其他元件。本领域普通技术人员可以认识到，在实现本专利技术中其他元件和/或步骤是期望和/或需要的。然而，由于这样的元件和步骤在本领域中是众所周知的，并且因为它们不便于对本专利技术的更好的理解，因此本文不提供对这样的元件和步骤的讨论。在LED管芯形成的蚀刻去除工艺期间，反射层被蚀刻离开金属接触部过孔，并且过蚀刻工艺用于确保从金属接触部过孔彻底去除反射膜以防止污染。该蚀刻去除工艺过度地减少了反射镜总反射区域的总面积，并减少了LED管芯的光输出。本文公开的实施例消除了具有更精确可控的阻挡层尺寸的反射膜蚀刻工艺，其减少了由于反射面积的损失而导致的光输出损失。在现有的应用中，通过反射膜蚀刻工艺部分或完全去除的第一阻挡层改变了管芯形貌，并在晶片接合工艺之后在金属接触部过孔下方导致大的空隙。本文公开的实施例通过消除反射膜蚀刻工艺来改善管芯形貌并显著减少空隙。由于反射膜层的过蚀刻，LED管芯中的第二阻挡层和反射膜之间通常存在间隙。反射镜掩模未对准可能导致反射膜直接位于接触金属之上，并且随后的热处理既加速了交叉污染又导致了正向电压以不可控的方式增加。本文公开的实施例提供了针对LED管芯的设计，其具有足够大的阻挡大小以完全封装金属接触部过孔，这消除了反射膜污染金属接触部。本文公开的实施例沉积反射镜层的覆盖片以最大化反射镜面积并提高光输出。LED管芯的生产包括多个步骤，其在图1A-1H中图示出。在一实施例中，LED管芯是磷化铝铟镓（AlInGaP）LED器件。然而，本领域普通技术人员将从本公开认识到，可以生产替代类型的LED管芯。作为图1A所示的初始步骤110，提供了外延层112、电介质层114和第一光阻层116。在一实施例中，外延层112包括GaP。本领域普通技术人员将从本公开认识到，可以使用替代类型的半导体化合物材料。在一实施例中，电介质层114包括二氧化硅。本领域普通技术人员将从本公开认识到，可以使用替代类型的电介质层。在图1B所示的步骤120期间，在需要电接触的电介质层114中创建过孔122。在图1C所示的步骤130期间，过孔122填充有用于电接触形成的金属接触部132，并且第一阻挡层134形成在金属接触部132之上以防止接触金属的污染。在一实施例中，金属接触部132由金铍（AuBe）化合物形成。本领域普通技术人员将从本公开认识到，可以使用替代类型的金属接触部。如图1D所示，在步骤140期间，去除了第一光阻层116。如图1E中的步骤150所示，反射膜层152形成在电介质层114和第一阻挡层134之上。在一实施例中，使用退火工艺来改善反射膜层152的粘附。本领域普通技术人员将认识到，可以省略退火工艺，或者可以使用其他方法/布置来改善粘附。在图1F所示的步骤160期间，第二光阻层162沉积在反射膜层152上并被图案化。反射膜层152也从金属接触部区132去除。如图1G所示，在步骤170期间，第二阻挡层172沉积在金属接触部132上以防止金属接触部132的污染。如图1H所示，在步骤180期间，去除第二光阻层162（以及第二光阻层162的区中的第二阻挡层172），并且反射膜层152的顶表面和第二阻挡层172的顶表面是共面的。在从金属接触部过孔的顶表面去除反射膜层152期间，第一阻挡层134的部分蚀刻引起问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成发光二极管（LED）管芯的方法，所述方法包括：/n（a）提供管芯，/n所述管芯最初包括衬底和外延基底层、包括在电接触的区中限定过孔的电介质层、以及在所述过孔内的金属接触部；/n（b）在远离所述基底层的整个表面上方沉积阻挡层；/n（c）在位于覆盖所述金属接触部的所述管芯的区中的所述阻挡层上沉积图案化的光阻层；/n（d）在远离所述基底层的整个表面上方沉积反射层；以及/n（e）剥离所述图案化的光阻层和所述反射层的覆盖部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180131 EP 18154461.0;20171214 US 15/8423911.一种形成发光二极管（LED）管芯的方法，所述方法包括：
（a）提供管芯，
所述管芯最初包括衬底和外延基底层、包括在电接触的区中限定过孔的电介质层、以及在所述过孔内的金属接触部；
（b）在远离所述基底层的整个表面上方沉积阻挡层；
（c）在位于覆盖所述金属接触部的所述管芯的区中的所述阻挡层上沉积图案化的光阻层；
（d）在远离所述基底层的整个表面上方沉积反射层；以及
（e）剥离所述图案化的光阻层和所述反射层的覆盖部分。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（b）的所述阻挡层形成为图案化的阻挡层。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（b）的所述阻挡层通过剥离图案化或湿法蚀刻形成。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属接触部由金铍（AuBe）化合物形成。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反射层的横向边缘直接邻接倚靠所述阻挡层的横向边缘。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反射层的顶部表面和所述阻挡层的顶部表面在邻近所述金属接触部的管芯的区中是共面的。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（c）通过剥离图案化、湿法蚀刻或光刻来执行。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（e）之后形成的所述LED管芯具有有着在46.0nm-50.0nm之间的表面粗糙度的上部表面形貌。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述LED管芯是磷化铝铟镓（AlInGaP）LED器件。


10.一种形成发光二极管（LED）管芯的方法，所述方法包括：
（a）提供管芯，
所述管芯最初包括衬底和外延基底层、包括在电接触的区中限定过孔的电介质层、以及在所述过孔内的金属接触部；
（b）在远离位于覆盖所述金属接触部的所述管芯的区中的所述基底层的表面上沉积图案化的光阻层；
（c）在远离所述基底层的整个表...

【专利技术属性】
技术研发人员：关裕秋，马黎，L·张，K·M·戴维斯，李柄萱，
申请(专利权)人：亮锐有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US