一种微型LED字符显示芯片的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种微型LED字符显示芯片的制作方法，包括以下步骤：在外延片的表面制作P、N欧姆接触电极；在晶圆旋涂光刻胶，之后蚀刻去除非发光区，形成独立的发光字段；在晶片沉淀二氧化硅绝缘膜，制作通孔；在晶片表面依次设置聚酰亚胺膜与正型光刻胶膜；对晶片进行曝光显影，之后去除正型光刻胶，并对聚酰亚胺膜进行改性；在聚酰亚胺膜制作金属导线，分割晶片得到独立的微型LED字符显示芯片。本发明专利技术能够得到较厚的聚酰亚胺膜作为绝缘膜，避免单纯采用二氧化硅绝缘膜做为隔离层所造成的金属导线与半导体侧面的漏电，同时聚酰亚胺膜通过曝光、显影等工艺就能够得到与所设计的图形相应的绝缘膜，工艺成本低，适合于批量化生产。适合于批量化生产。适合于批量化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种微型LED字符显示芯片的制作方法


[0001]本专利技术属于芯片制造的
，具体涉及一种微型LED字符显示芯片的制作方法。

技术介绍

[0002]符号、字符与数字等显示是LED显示应用中的重要一环，常规的符号显示，如LED数码、LED家电控制屏、LED灯板等一般是采用制作好的符号框架，再在表面增加遮光膜来实现的。但在微型LED显示芯片中，由于微型LED芯片的空间限制，很难再另行设计符号的发光框架或增加遮光膜，故在微型LED显示领域，需要另行设计实现微型LED符号显示的方法。
[0003]为了实现微型LED显示芯片有控制的发光，需要对微型LED字符芯片内的每一个字段实现有控制的通电，即需要在每一字段上具有通电或控制的线路。在微型LED显示芯片中，字段是通过焊线电极－金属线路－字段P欧姆接触金属－P型外延层，然后各字段以共阴形式来组合在一起，发光控制以P电极的独立控制来实现的。当需要分别控制同一字符中不同字段的显示时，可以通过控制不同笔段的电流和时序来实现符号的显示功能。
[0004]控制用的金属导线沉淀于芯片表面，并跨过刻蚀裸露出的PN结与P发光区相连接，常规的工艺方法是通过在芯片表面沉淀一层二氧化硅、氮化硅薄膜以提供二者的电性隔离；二氧化硅、氮化硅等绝缘膜采用PECVD等方法沉淀，具有膜层致密、绝缘性好，与材料基板附着性好的特点。但在实现过程中，二氧化硅绝缘膜与半导体材料的侧壁深度相比，其厚度比约为1：10左右，仍是十分微薄的一层薄膜。且蚀刻后的侧壁受ICP等操作过程影响，存在一定的起伏与粗糙的情况，另外此薄膜还受到应力、刮擦与穿孔等影响，从而导致薄膜与侧壁存在破损、脱落、开裂等情况。此情况在金属导线跨过pn结侧壁表面时，常常导致微薄的二氧化硅绝缘薄膜不能很好地隔离侧壁与金属，进而导致芯片控制失效。

技术实现思路

[0005]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种微型LED字符显示芯片的制作方法，能够得到较厚的聚酰亚胺膜作为绝缘膜，从而避免金属导线与半导体侧面的漏电，同时聚酰亚胺膜不需要复杂的工艺就能够得到所设计的图形，形成与发光区控制相应的绝缘膜，工艺成本低。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种微型LED字符显示芯片的制作方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、选取外延片，预处理所述外延片，在所述外延片的表面制作P欧姆接触电极及N欧姆接触电极；
[0009]步骤2、在晶圆旋涂光刻胶，作为发光区的光刻胶掩膜，利用ICP技术蚀刻去除非发光区，形成独立的发光字段，去除ICP操作后的所述光刻胶掩膜；
[0010]步骤3、在晶片沉淀二氧化硅绝缘膜，制作通孔；
[0011]步骤4、在所述晶片表面旋涂一层液态的聚酰亚胺，对所述聚酰亚胺进行烘干与固
化得到聚酰亚胺膜(PI膜)，再在所述聚酰亚胺膜表面旋涂一层正型光刻胶，对所述正型光刻胶进行烘干；
[0012]步骤5、对所述晶片进行曝光，采用碱性显影液对所述正型光刻胶膜显影，之后去除所述正型光刻胶，并对所述聚酰亚胺膜进行改性；
[0013]步骤6、在所述聚酰亚胺膜制作金属导线，分割所述晶片得到独立的微型LED字符显示芯片。
[0014]具体的，所述步骤1中包括：
[0015]步骤1
‑
1、取一片厚度为150
‑
350μm的砷化镓衬底的通过MOCVD方式生长有发光层的红光LED外延片，采用硫酸、水、双氧水按3:1:1的比例配制混合溶液清洗所述外延片的表面；
[0016]步骤1
‑
2、利用真空电子束镀膜工艺在P型外延层表面沉淀P型欧姆接触金属层的复合结构；
[0017]步骤1
‑
3、利用真空电子束镀膜工艺在N型外延层表面沉淀N型欧姆接触金属层的复合结构；
[0018]步骤1
‑
4、利用光刻、刻蚀或退火工艺制作好P欧姆接触电极与N欧姆接触电极。
[0019]具体的，所述步骤2包括：
[0020]步骤2
‑
1、在所述晶圆表面旋涂一层所述光刻胶，并利用选择性曝光技术制作所述发光区的所述光刻胶掩膜；
[0021]步骤2
‑
2、利用ICP技术蚀刻去除非发光区，所述发光区将构成一种所述微型LED显示字符；
[0022]步骤2
‑
3、用去胶液去除ICP操作后的所述光刻胶掩膜。
[0023]具体的，所述步骤3包括：
[0024]步骤3
‑
1、采用硫酸、水、双氧水按3:1:1的比例配制混合溶液清洗所述外延片的表面，然后对所述外延片的表面冲去离子水，并运用氮气吹扫所述外延片的表面；
[0025]步骤3
‑
2、通过PECVD在所述晶片沉淀所述二氧化硅绝缘膜；
[0026]步骤3
‑
3、通过光刻、RIE方法制作所述通孔，其中，所述通孔裸露出所述P欧姆接触电极的一部分；
[0027]步骤3
‑
4、去除制作所述通孔后的所述光刻胶。
[0028]具体的，步骤4包括：
[0029]步骤4
‑
1、采用甩胶方式在晶片表面旋涂一层所述聚酰亚胺，然后对所述聚酰亚胺进行烘干与固化，得到所述聚酰亚胺膜；
[0030]步骤4
‑
2、采用甩胶方式在固化后的所述聚酰亚胺膜表面旋涂一层所述正型光刻胶，然后对所述正型光刻胶进行烘干，得到所述正型光刻胶膜。
[0031]具体的，所述聚酰亚胺膜的厚度为5
‑
8μm，所述聚酰亚胺的烘干温度为120℃，烘干时长为10～30min；所述正型光刻胶的烘干温度为100℃，烘干时间为10～30min。
[0032]具体的，步骤5包括：
[0033]步骤5
‑
1、曝光的所述正型光刻胶，并采用0.6％的NaOH水溶液进行显影，由于曝光区的聚酰亚胺膜溶解于碱性溶液，故可以在正胶显影的相同位置形成光刻胶相同的图形；
[0034]步骤5
‑
2、采用丙酮冲洗晶片表面，溶解所述正型光刻胶，但不能溶解聚酰亚胺膜；
[0035]步骤5
‑
3、将所述晶片置于250
‑
320℃、氮气环境下的高温退火烘箱中对所述聚酰亚胺膜进行改性，使所述聚酰亚胺转化为坚固、稳定、粘附好的聚酰亚胺聚合物，所述聚酰亚胺聚合物覆盖在所述半导体侧壁，形成良好的电性绝缘膜。
[0036]具体的，将经过步骤5的所述晶片放置于2％的所述NaOH溶液中，温度为40℃，时间为1
‑
4min，利用所述NaOH溶液对所述聚酰亚胺聚合物表面进行轻微的水解。
[0037]具体的，步骤6包括：
[0038]步骤6
‑
1、通过电子束镀膜、光刻或蚀刻方式在所述二氧化硅绝缘膜表面形成所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型LED字符显示芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选取外延片，预处理所述外延片，在所述外延片的表面制作P欧姆接触电极(102)及N欧姆接触电极；步骤2、在晶圆旋涂光刻胶，作为发光区的光刻胶掩膜，利用ICP技术蚀刻去除非发光区，形成独立的发光字段(201)，去除ICP操作后的所述光刻胶掩膜；步骤3、在晶片沉淀二氧化硅绝缘膜(106)，制作通孔(107)；步骤4、在所述晶片表面旋涂一层液态的聚酰亚胺，对所述聚酰亚胺进行烘干与固化得到聚酰亚胺膜(108)，再在所述聚酰亚胺膜(108)表面旋涂一层正型光刻胶，对所述正型光刻胶进行烘干；步骤5、对所述晶片进行曝光，采用碱性显影液对所述正型光刻胶膜显影，之后去除所述正型光刻胶，并对所述聚酰亚胺膜(108)进行改性；步骤6、在所述聚酰亚胺膜(108)制作金属导线(109)，分割所述晶片得到独立的微型LED字符显示芯片。2.根据权利要求1所述的微型LED字符显示芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤1中包括：步骤1
‑
1、取一片厚度为150
‑
350μm的砷化镓衬底的通过MOCVD方式生长有发光层的LED外延片，采用硫酸、水、双氧水按3:1:1的比例配制混合溶液清洗所述外延片的表面；步骤1
‑
2、利用真空电子束镀膜工艺在P型外延层(101)表面沉淀P型欧姆接触金属层的复合结构；步骤1
‑
3、利用真空电子束镀膜工艺在N型外延层(103)表面沉淀N型欧姆接触金属层(104)的复合结构；步骤1
‑
4、利用光刻、刻蚀或退火工艺制作好P欧姆接触电极(102)与N欧姆接触电极。3.根据权利要求1所述的微型LED字符显示芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2
‑
1、在所述晶圆表面旋涂一层所述光刻胶，并利用选择性曝光技术制作所述发光区的所述光刻胶掩膜；步骤2
‑
2、利用ICP技术蚀刻去除非发光区，所述发光区将构成一种所述微型LED显示字符；步骤2
‑
3、用去胶液去除ICP操作后的所述光刻胶掩膜。4.根据权利要求1所述的微型LED字符显示芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3
‑
1、采用硫酸、水、双氧水按3:1:1的比例配制混合溶液清洗所述外延片的表面，然后对所述外延片的表面冲去离子水，并运用氮气吹扫所述外延片的表面；步骤3
‑
2、通过PECVD在所述晶片沉淀所述二氧化硅绝缘膜(106)；步骤3
‑
3、通过光刻、RIE方法制作所述通孔(107)，其中，所述通孔(107)裸露出所述P欧姆接触电极(102)的一部分；步骤3
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于天宝，万金平，陈扬文，朱志甫，黄建民，赵捷，
申请(专利权)人：江西壹创军融光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：