一种提高产品良率的LED芯片制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种提高产品良率的LED芯片制备方法，包括步骤：制作GaAs外延片；在所述GaAs外延片上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀GaP形成裸露区域；在所述裸露区域上沉积一层SiO

【技术实现步骤摘要】
一种提高产品良率的LED芯片制备方法
本专利技术涉及半导体发光二极管芯片制造
,具体地说是一种提高产品良率的LED芯片制备方法。
技术介绍
传统白炽灯耗能高、寿命短，在全球资源紧缺的今天，已渐渐被各国政府禁止生产，随之替代产品是电子节能灯。电子节能灯虽然提高了节能效果，但由于使用了诸多污染环境的重金属元素，又有悖于环境保护的大趋势。随着LED技术的高速发展LED照明逐渐成为新型绿色照明的不二之选。LED是一种利用载流子复合发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势,广泛应用于照明、显示屏、交通信号灯、汽车灯以及特种照明灯。AlGaInP发光二极管首选的GaAs衬底材料，其化学性质稳定，具有与AlGaInP材料晶格匹配性佳、导电性、导热性好、制造的晶体质量高、大批量制造成本低等优势。LED芯片一般是通过对LED外延片进一步加工制作形成。LED外延片一般包括衬底基板和形成于衬底基板上的外延层。在通过LED外延片形成LED芯片过程中，需要对LED外延片上的外延层进行刻蚀以形成LED芯片所需要形状、大小的外延层图案。目前的LED发光二极管存在外量子效率较低的问题，因此提高LED芯片的外量子效率已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。传统的垂直结构AlGaInP发光二极管借助厚的P-GaP电流扩展层进行横向扩展后将电流注入发光区，但由于P-GaP电流扩展能力有限，电极下方附近区域电流密度较高，离电极较远的区域电流密度较低，导致整体的电流注入效率偏低，从而降低了发光二极管的出光效率。AlGaInP发光二极管采用键合工艺可以提高出光效率，但步骤繁琐，工艺复杂，成本过高，成品率过低。图案化AlGaInP芯片表层可以减少光的全反射，增加芯片的出光效率，目前主要的做法有利用纳米压印技术或是聚焦离子束蚀刻，在表面时刻出小孔，可以提升光取出效率，但这种方式工艺前期设备投入成本比较高。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种提高产品良率的LED芯片制备方法，以解决现有LED芯片的出光效率低、制备成本高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案：本专利技术提供了一种提高产品良率的LED芯片制备方法，所述方法包括以下步骤：S1,制作GaAs外延片；S2,在所述GaAs外延片上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀GaP形成裸露区域；S3,在所述裸露区域上沉积一层SiO2；S4,在所述SiO2上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀SiO2形成裸露区域；S5，在步骤S4得到的外延片表面沉积一层ZnO薄膜；S6，将沉积有ZnO薄膜的外延片放置炉管中进行Zn扩散处理；S7，将扩散处理后外延片表面的ZnO去除；S8，将去除ZnO的外延片进行高温退火处理；S9，将退火处理后外延片表面的SiO2去除；S10，在去除SiO2的外延片表面蒸镀ITO薄膜；S11，在生长ITO薄膜的晶片表面制作光刻胶掩膜图形,通过蒸镀、剥离工序制作P面电极；S12，将衬底进行减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面金属电极。进一步地，步骤S1中所述GaAs外延片包括自下而上依次分布的GaAs衬底层、GaAs缓冲层、n-AlGaInP限制层、多量子阱有源层、p-AlGaInP限制层和双层高掺p-GaP窗口层。进一步地，步骤S2中所述裸露区域贯穿第一层p-GaP窗口层至第二层p-GaP窗口层。进一步地，步骤S5中所述ZnO薄膜沉积采用磁控溅射或电子束蒸发沉积，蒸镀压强为2.0E-6Torr，腔体作业温度为常温；ZnO薄膜的蒸发速率为1-15埃/秒，蒸发厚度为30-150埃。进一步地，步骤S6中所述Zn扩散炉管的温度为300-450℃，扩散时间为5-15min，炉管内氮气流量为2-30sccm/min。进一步地，步骤S7中通过盐酸溶液腐蚀，去除ZnO，采用浓度为36-38％的盐酸溶液，腐蚀时间为5min。进一步地，步骤S8中退火温度为500-1000℃，退火时间为10-60min，退火炉中氮气的流量为2-30sccm。进一步地，步骤S9中通过BOE溶液去除表面的SiO2。
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：LED芯片的制备过程中，在晶片表面经过Zn扩散，RTP高温处理后，外延片表面呈现四棱锥型粗化面，增加外部出光效率，提高产品亮度，提高产品良率。该工艺方法简单操作，成本低，适用于正极性GaAs基LED芯片的制作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术所述制备方法的流程示意图；图2是是本专利技术步骤S1所述GaAs外延片的结构示意图；图3是本专利技术步骤S2形成裸露区域的晶片结构示意图；图4是本专利技术步骤S8经粗化后的晶片结构示意图；图5是本专利技术步骤S8形成粗化面的SEM图；图6是本专利技术步骤S12后形成的晶片结构示意图。图中，1GaAs衬底层、2GaAs缓冲层、3n-AlGaInP限制层、4多量子阱有源层、5p-AlGaInP限制层、6双层高掺GaP窗口层、61裸露区域、7粗化面、8ITO薄膜，9P面电极，10N面电极。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。如图1所示，本专利技术提高产品良率的LED芯片制备方法，所述方法包括以下步骤：S1,制作GaAs外延片；S2,在所述GaAs外延片上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀GaP形成裸露区域；S3,在所述裸露区域上沉积一层SiO2；S4,在所述SiO2上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀SiO2形成裸露区域；S5，在步骤S4得到的外延片表面沉积一层ZnO薄膜；S6，将沉积有ZnO薄膜的外延片放置炉管中进行Zn扩散处理；S7，将扩散处理后外延片表面的ZnO去除；S8，将去除ZnO的外延片进行高温退火处理；S9，将退火处理后外延片表面的SiO2去除；S10，在去除SiO2的外延片表面蒸镀ITO薄膜；S11，在生长ITO薄膜的晶片表面制作光刻胶掩膜图形,通过蒸镀、剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高产品良率的LED芯片制备方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：/nS1,制作GaAs外延片；/nS2,在所述GaAs外延片上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀GaP形成裸露区域；/nS3,在所述裸露区域上沉积一层SiO

【技术特征摘要】
1.一种提高产品良率的LED芯片制备方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
S1,制作GaAs外延片；
S2,在所述GaAs外延片上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀GaP形成裸露区域；
S3,在所述裸露区域上沉积一层SiO2；
S4,在所述SiO2上制作光刻胶掩膜图形，腐蚀SiO2形成裸露区域；
S5，在步骤S4得到的外延片表面沉积一层ZnO薄膜；
S6，将沉积有ZnO薄膜的外延片放置炉管中进行Zn扩散处理；
S7，将扩散处理后外延片表面的ZnO去除；
S8，将去除ZnO的外延片进行高温退火处理；
S9，将退火处理后外延片表面的SiO2去除；
S10，在去除SiO2的外延片表面蒸镀ITO薄膜；
S11，在生长ITO薄膜的晶片表面制作光刻胶掩膜图形,通过蒸镀、剥离工序制作P面电极；
S12，将衬底进行减薄，并在减薄后的晶片背面蒸镀N面金属电极。


2.根据权利要求1所述的提高产品良率的LED芯片制备方法，其特征是，步骤S1中所述GaAs外延片包括自下而上依次分布的GaAs衬底层、GaAs缓冲层、n-AlGaInP限制层、多量子阱有源层、p-AlGaInP限制层和双层高掺p-GaP窗口层。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓强，王梦雪，吴向龙，闫宝华，王成新，
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