垂直结构的微型发光二极管芯片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了垂直结构的微型发光二极管芯片及其制备方法，属于发光二极管制作领域。先在透明导电膜层上正常依次生长一层第一氧化硅层，在第一氧化硅层上涂覆一层光刻胶并图形化，干法刻蚀配合湿法腐蚀依次得到面积依次减小的第二氧化硅层、氧化硅掩膜层，灵活控制由第二氧化硅层腐蚀得到的氧化硅掩膜层的尺寸。去除未被氧化硅掩膜层覆盖的透明导电膜层，得到尺寸较小的透明导电层。干法刻蚀配合湿法腐蚀得到的氧化硅掩膜层可以有效控制透明导电层加工图形的尺寸，成本较低且可以保证最终得到的透明导电层的稳定制备。能够降低微型发光二极管的制备成本并提高微型发光二极管的成品率。管的成品率。管的成品率。

【技术实现步骤摘要】
垂直结构的微型发光二极管芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发光二极管制作领域，特别涉及垂直结构的微型发光二极管芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源。微型发光二极管是指边长在10～100微米的超小发光二极管，常应用于需要较高分辨率、高对比度的发光设备中。垂直结构的微型发光二极管芯片则是制备微型发光二极管的基础设备，垂直结构的微型发光二极管芯片包括外延片与p、n电极，外延片包括支撑衬底及依次层叠在支撑衬底上的n型层、发光层、p型层与透明导电层，p型层的边缘具有延伸至n型层的环形凹槽，透明导电层位于p型层上且透明导电层在支撑衬底上的正投影面积小于p型层在支撑衬底上的正投影面积，p电极与n电极分别连通至透明导电层与n型层。
[0003]由于微型发光二极管本身的面积较小，在p型层上覆盖的透明导电层的体积更小，在制备透明导电层的过程中需要使用分辨率非常高的光刻机来进行透明导电层的制备，而光刻机的价格会随着精度的提高快速的上升，光刻机的购买成本以及光刻机的使用成本的提高会大幅度提高微型发光二极管芯片制备成本，且处理不当也容易造成得到的微型发光二极管难以使用。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了垂直结构的微型发光二极管芯片及其制备方法，能够降低微型发光二极管的制备成本并提高微型发光二极管的成品率。所述技术方案如下：
[0005]本公开实施例提供了一种垂直结构的微型发光二极管芯片，所述垂直结构的微型发光二极管芯片的制备方法包括：
[0006]提供微型发光二极管外延片，所述外延片包括支撑衬底及依次层叠在所述支撑衬底上的n型层、发光层、p型层与透明导电膜层，所述透明导电膜层覆盖所述p型层远离所述衬底的表面；
[0007]在所述透明导电膜层上生长第一氧化硅层；
[0008]在所述第一氧化硅层远离所述支撑衬底的一面涂覆光刻胶；
[0009]干法刻蚀所述第一氧化硅层得到柱状的第二氧化硅层，所述第二氧化硅层在所述支撑衬底的正投影面积小于所述第一氧化硅层在所述支撑衬底的正投影面积；
[0010]湿法腐蚀所述第二氧化硅层并使所述第二氧化硅层的直径减小，以得到氧化硅掩膜层；
[0011]去除所述光刻胶；
[0012]去除未被所述氧化硅掩膜层覆盖的透明导电膜层，得到透明导电层；
[0013]刻蚀未被所述氧化硅掩膜覆盖的p型层并延伸至所述n型层，得到由所述p型层延伸至所述n型层的环形凹槽图形；
[0014]去除覆盖所述透明导电层的远离所述衬底的表面的所述氧化硅掩膜层；
[0015]去除所述支撑衬底后，在所述n型层远离所述p型层的一面形成n电极。
[0016]可选地，随着所述第一氧化硅层的沉积厚度的增加，所述第一氧化硅层的沉积温度逐渐增加。
[0017]可选地，所述第一氧化硅层的沉积温度的温度阶梯型增加，且所述第一氧化硅层的沉积厚度每增长0.5～0.7um，所述沉积温度增加25度。
[0018]可选地，所述第二氧化硅层的半径为3.8～7.2um，所述氧化硅掩膜层的半径为1.8～5.2。
[0019]可选地，所述透明导电膜层的材料包括氧化铟锡，在所述透明导电膜层的生长过程中，所述透明导电膜层的沉积速率为1.0～1.5埃/秒。
[0020]可选地，所述去除未被所述氧化硅掩膜层覆盖的透明导电膜层，得到透明导电层，包括：
[0021]湿法腐蚀未被所述氧化硅掩膜层覆盖的所述透明导电膜层，直至未被所述氧化硅掩膜层覆盖的所述透明导电膜层变成较薄的颗粒状透明导电材料；
[0022]等离子刻蚀粗化覆盖有所述颗粒状透明导电材料的区域以粗化所述p型层远离所述衬底的表面。
[0023]可选地，所述湿法腐蚀未被所述氧化硅掩膜层覆盖的所述透明导电膜层的腐蚀溶液中酸的体积比浓度为1/10～1/5，湿法腐蚀未被所述氧化硅掩膜层覆盖的所述透明导电膜层的时长为2～3min。
[0024]可选地，湿法腐蚀未被所述氧化硅掩膜层覆盖的所述透明导电膜层的腐蚀溶液包括HF、水与缓冲液。
[0025]可选地，所述垂直结构的微型发光二极管芯片的制备方法还包括：
[0026]去除覆盖所述透明导电层的远离所述衬底的表面的所述氧化硅掩膜层之后；去除所述支撑衬底前，
[0027]在所述外延片的表面形成钝化膜层；
[0028]湿法腐蚀覆盖所述透明导电层的所述钝化膜层以暴露所述透明导电层，并得到钝化层。
[0029]可选地，所述n电极包括依次层叠的第三Cr子层、第二Al子层、第四Cr子层、第二Au子层与InSn子层。
[0030]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0031]制备透明导电层时，提供微型发光二极管外延片，外延片包括支撑衬底及依次层叠在支撑衬底上的n型层、发光层、p型层与透明导电膜层，透明导电膜层覆盖p型层远离衬底的表面，先在透明导电膜层上正常依次生长一层第一氧化硅层，在第一氧化硅层上涂覆一层光刻胶并图形化，得到直径较大的柱状光刻胶图形，然后光刻胶不去除的情况下，干法刻蚀第一氧化硅层，初步减小第一氧化硅层的面积与体积，得到面积与体积较小的第二氧化硅层。再通过湿法腐蚀第二氧化硅层，从而得到直径更小的氧化硅掩膜层，可以灵活控制由第二氧化硅层腐蚀得到的氧化硅掩膜层的尺寸。然后去除光刻胶，利于氧化硅掩膜层作为掩膜进一步去除未被氧化硅掩膜层覆盖的透明导电膜层，得到尺寸较小的透明导电层，且透明导电层的外周壁与p型层远离衬底的表面之间形成台阶。不需要使用价格非常昂贵
的光刻机来进行透明导电层的制备。干法刻蚀配合湿法腐蚀得到的氧化硅掩膜层可以有效控制透明导电层加工图形的尺寸，成本较低且可以保证最终得到的透明导电层的稳定制备。能够降低微型发光二极管的制备成本并提高微型发光二极管的成品率。刻蚀未被氧化硅掩膜覆盖的p型层并延伸至n型层，得到由p型层延伸至n型层的环形凹槽图形，则可以便于后续钝化层的附着与制备。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0033]图1是本公开实施例提供的一种垂直结构的微型发光二极管芯片及其制备方法流程图；
[0034]图2～图4是本公开实施例提供的微型发光二极管芯片的制备过程示意图；
[0035]图5是本公开实施例提供的微型发光二极管芯片的透明导电层制备过程示意图；
[0036]图6是本公开实施例提供的另一种微型发光二极管芯片的制备方法流程图；
[0037]图7是本公开实施例提供的垂直结构的微型发光二极管芯片的结构示意图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直结构的微型发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述垂直结构的微型发光二极管芯片的制备方法包括：提供微型发光二极管外延片，所述外延片包括支撑衬底及依次层叠在所述支撑衬底上的n型层、发光层、p型层与透明导电膜层，所述透明导电膜层覆盖所述p型层远离所述衬底的表面；在所述透明导电膜层上生长第一氧化硅层；在所述第一氧化硅层远离所述支撑衬底的一面涂覆光刻胶；干法刻蚀所述第一氧化硅层得到柱状的第二氧化硅层，所述第二氧化硅层在所述支撑衬底的正投影面积小于所述第一氧化硅层在所述支撑衬底的正投影面积；湿法腐蚀所述第二氧化硅层并使所述第二氧化硅层的直径减小，以得到氧化硅掩膜层；去除所述光刻胶；去除未被所述氧化硅掩膜层覆盖的透明导电膜层，得到透明导电层；刻蚀未被所述氧化硅掩膜覆盖的p型层并延伸至所述n型层，得到由所述p型层延伸至所述n型层的环形凹槽图形；去除覆盖所述透明导电层的远离所述衬底的表面的所述氧化硅掩膜层；去除所述支撑衬底后，在所述n型层远离所述p型层的一面形成n电极。2.根据权利要求1所述的垂直结构的微型发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，随着所述第一氧化硅层的沉积厚度的增加，所述第一氧化硅层的沉积温度逐渐增加。3.根据权利要求2所述的垂直结构的微型发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述第一氧化硅层的沉积温度的温度阶梯型增加，且所述第一氧化硅层的沉积厚度每增长0.5～0.7um，所述沉积温度增加25度。4.根据权利要求1～3任一项所述的垂直结构的微型发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述第二氧化硅层的半径为3.8～7.2um，所述氧化硅掩膜层的半径为1.8～5.2。5.根据权利要求1～3任一项所述的垂直结构的微型发...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰叶，王江波，朱广敏，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：