一种具有Ag反射镜的mini/microLED及其制作方法技术

本发明专利技术涉及LED技术领域，具体涉及一种具有Ag反射镜的mini/micro LED及其制作方法，该mini/micro LED包括蓝宝石基板、LED外延层、P电极、N电极、第一钝化层、Ag反射镜、第二钝化层和焊盘电极；Ag反射镜通过大马士革工艺镶嵌在第一钝化层上；第二钝化层沉积在Ag反射镜和第一钝化层表面，并将Ag反射镜覆盖。本发明专利技术mini/micro LED通过大马士革工艺引入Ag反射镜，可以很精确的控制芯片表面Ag镜膜覆盖区域与厚度，反射率得到大大提高，同时将Ag反射镜制作在SiO2层之间，形成全方位反射层，对不同角度的入射光均有很好的反射效果，同时Ag反射镜被两层SiO2有效保护，不会被氧化或腐蚀，质量稳定。定。定。

【技术实现步骤摘要】
一种具有Ag反射镜的mini/micro LED及其制作方法


[0001]本专利技术涉及LED
，具体涉及一种具有Ag反射镜的mini/micro LED及其制作方法。

技术介绍

[0002]现有的mini/micro LED芯片，表面反射一般会采用蒸镀DBR（分布布拉格反射镜）反射层技术来提高反射率，通常是采用TiO2与SiO2叠层循环结构。这种结构虽然可以取得比较好的反射率，但是还是无法满足现今要求，为了达到更加优良的反射效果，需要设置40对以上的膜层，这就使得整体厚度需要达到4微米以上，且整体制作过程也非常耗时。同时，由于需要在表面制作电极，这就需要对叠层循环结构厚膜进行刻蚀，难度较大，而且由于mini/micro LED芯片尺寸小，受整体芯片设计的限制，制作电极的孔直径也很小，这又进一步加大了制作难度。而这种叠层循环结构厚膜不仅制作过程难度高，而且复杂耗时，使得质量难以保证，成本也会很高。
[0003]鉴于上述情况，提供一种工艺简单、反射率高、成本低的mini/micro LED及其制作方法显得非常必要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有Ag反射镜的mini/micro LED及其制作方法，该mini/micro LED通过大马士革工艺引入Ag反射镜，可以很精确的控制芯片表面Ag镜膜覆盖区域与厚度，反射率得到大大提高，同时将Ag反射镜制作在SiO2层之间，形成全方位反射层，对不同角度的入射光均有很好的反射效果，同时Ag反射镜被两层SiO2有效保护，不会被氧化或腐蚀，质量稳定。
[0005]本专利技术提供的一种具有Ag反射镜的mini/micro LED，所述mini/micro LED包括蓝宝石基板、LED外延层、P电极、N电极、第一钝化层、Ag反射镜、第二钝化层和焊盘电极；所述LED外延层键合在所述蓝宝石基板上；所述LED外延层上两端分别蚀刻有P电极和N电极；所述第一钝化层沉积在所述LED外延层表面；所述Ag反射镜通过大马士革工艺镶嵌在所述第一钝化层上；所述第二钝化层沉积在所述Ag反射镜和所述第一钝化层表面，并将所述Ag反射镜覆盖；所述焊盘电极贯穿所述第一钝化层和所述第二钝化层分别与P电极和N电极接触。
[0006]本技术方案中在采用大马士革工艺在mini/micro LED中引入Ag反射镜，反射率大大提高，可提高LED的亮度，同时将Ag反射镜制作在SiO2钝化层上，低折射率的SiO2与高反射率的Ag膜形成全方位发射层，对不同角度的入射光线均有很好的反射效果；Ag反射镜设置在第一钝化层和第二钝化层之间，被SiO2有效的保护，可以使得Ag在复杂的使用环境中，不会被氧化或腐蚀，质量稳定。
[0007]进一步的，上述技术方案中，所述LED外延层通过在GaAs基板上，自下而上依次外延生长GaAs 缓冲层、GaInP 腐蚀截止层、GaAs欧姆接触层、GaInP电极保护层、AlGaInP电流扩展层、第一AlInP限制层、第一AlGaInP波导层、多量子阱结构、第二AlGaInP波导层、第二AlInP限制层、过渡层、GaP窗口层获得。
[0008]进一步的，上述技术方案中，所述Ag反射镜的Ag镜膜层采用电子束蒸发或磁控溅射技术制作，所述Ag镜膜层厚度为1
‑
2μm，优选为1μm。
[0009]本专利技术还提供一种具有Ag反射镜的mini/micro LED的制作方法，包括以下步骤：S1.使用MOCVD技术在GaAs基板上生长mini/micro LED的外延层；S2.进行mini/micro LED Ag反射镜制作前的芯片工艺制作，包括台面制作、P电极制作、N电极制作；S3.使用PECVD技术沉积第一钝化层并进行表面化学机械抛光；S4.利用光刻、干蚀刻技术制作Ag反射镜图形；S5.利用电子束蒸发或磁控溅射技术制作Ag镜膜层；S6.应用大马士革工艺制作Ag反射镜；S7.使用PECVD技术沉积第二钝化层，并蚀刻接触孔；S8.利用负胶剥离技术与电子束蒸镀技术制作焊盘电极；S9.蓝宝石基板减薄、最后抛光、进行激光隐形切割、劈裂，完成mini/micro LED制作。
[0010]由于Ag金属在LED制作中较难蚀刻，所以一般使用光刻掩膜技术进行蚀刻，而对于厚膜的蚀刻一是蚀刻难度大，耗时耗力，二是蚀刻精确度不高，图形不规整，质量难以保证。本技术方案采用大马士革工艺制作mini/micro LED的Ag反射镜，无需腐蚀金属或剥离金属，通过化学机械抛光的方式就可以去除多余的金属，不仅规避了电极金属难以蚀刻的问题，而且尺寸精度高，可以很精准的控制芯片表面Ag反射膜覆盖区域与厚度，得到的mini/micro LED具有高反射率，亮度得到提高。
[0011]进一步的，上述技术方案S3中，所述第一钝化层为SiO2层，厚度为15
‑
20μm，折射率控制在1.45
‑
1.46之间；所述PECVD工艺条件为：反应气体为SiH4和N2O，流量比为1:4，载气为N2，占总体气流量的50%，射频功率为50
‑
60W，腔体压力90
‑
110Pa；所述表面化学机械抛光的工作条件为：工作压力为1.5
‑
2.5psi，上盘转速为100
±
5rpm，下盘转速为90
±
5rpm，抛光时间为5
‑
8min，抛光后，表面粗糙度控制在1
‑
5nm。由于SiO2蚀刻比较容易控制，所以本技术方案中可以通过控制沉积第一钝化层的厚度及蚀刻深度来控制Ag反射镜的厚度。同时利用化学机械抛光方法，可避免了使用负胶剥离带来图形相貌差、光刻条件难以控制、去胶困难等问题。
[0012]进一步的，上述技术方案S4中，所述光刻、干蚀刻技术的蚀刻气体为SF6/O2，所述蚀刻深度为0.5
‑
0.8μm。
[0013]进一步的，上述技术方案S5中，所述Ag镜膜层厚度为1
‑
2μm，优选为1μm。
[0014]进一步的，上述技术方案S6中，利用大马士革工艺抛光至所述第一钝化层的SiO2层自然停止，除图形内的Ag反射镜外，第一钝化层SiO2上的Ag层被研磨去除，Ag反射镜镶嵌在所述第一钝化层中。
[0015]进一步的，上述技术方案S7中，所述第二钝化层为SiO2层，厚度为2
‑
5μm，折射率控
制在1.45
‑
1.46之间；所述PECVD工艺条件为：反应气体为SiH4和N2O，流量比为1:4，载气为N2，占总体气流量的50%，射频功率为50
‑
60W，腔体压力90
‑
110Pa；所述接触孔制作利用光刻膜作为掩膜，ICP蚀刻出接触孔，一直蚀刻到P电极和N电极，所述蚀刻用气体为SF6/O2。
[0016]进一步的，上述技术方案S8中，所述焊盘电极结构为Ti
‑
Al
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有Ag反射镜的mini/micro LED，其特征在于，所述mini/micro LED包括蓝宝石基板、LED外延层、P电极、N电极、第一钝化层、Ag反射镜、第二钝化层和焊盘电极；所述LED外延层键合在所述蓝宝石基板上；所述LED外延层上两端分别蚀刻有P电极和N电极；所述第一钝化层沉积在所述LED外延层表面；所述Ag反射镜通过大马士革工艺镶嵌在所述第一钝化层上；所述第二钝化层沉积在所述Ag反射镜和所述第一钝化层表面，并将所述Ag反射镜覆盖；所述焊盘电极贯穿所述第一钝化层和所述第二钝化层分别与P电极和N电极接触。2.根据权利要求1所述的一种具有Ag反射镜的mini/micro LED，其特征在于，所述LED外延层通过在GaAs基板上，自下而上依次外延生长GaAs 缓冲层、GaInP 腐蚀截止层、GaAs欧姆接触层、GaInP电极保护层、AlGaInP电流扩展层、第一AlInP限制层、第一AlGaInP波导层、多量子阱结构、第二AlGaInP波导层、第二AlInP限制层、过渡层、GaP窗口层获得。3.根据权利要求1所述的一种具有Ag反射镜的mini/micro LED，其特征在于，所述Ag反射镜的Ag镜膜层采用电子束蒸发或磁控溅射技术制作，所述Ag镜膜层厚度为1
‑
2μm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种具有Ag反射镜的mini/micro LED的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.使用MOCVD技术在GaAs基板上生长mini/micro LED的外延层；S2.进行mini/micro LED Ag反射镜制作前的芯片工艺制作，包括台面制作、P电极制作、N电极制作；S3.使用PECVD技术沉积第一钝化层并进行表面化学机械抛光；S4.利用光刻、干蚀刻技术制作Ag反射镜图形；S5.利用电子束蒸发或磁控溅射技术制作Ag镜膜层；S6.应用大马士革工艺制作Ag反射镜；S7.使用PECVD技术沉积第二钝化层，并蚀刻接触孔；S8.利用负胶剥离技术与电子束蒸镀技术制作焊盘电极；S9.蓝宝石基板减薄、最后抛光、进行激光隐形切割、劈裂，完成mini/micro LED制作。5.根据权利要求4所述的一种具有Ag反射镜的mini/micro LED的制作方法，其特征在于，S3中，所述第一钝化层为SiO2层，厚度为15
‑
20μm，折射率控制在1.45
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1.46之间；所述PECVD工艺条件为：反应气体为SiH4和N2O，流量比为1:4，载气为N2，占总体气流量的50%，射频功率为50
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊承，赵敏博，谈凯强，刘苏杰，王克来，白继锋，熊珊，潘彬，王向武，
申请(专利权)人：南昌凯捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：