一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法技术

本发明专利技术涉及一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法，该方法包括：在LED四元芯片的GaP外延层表面涂布正性光刻胶，然后进行曝光、显影、烘烤，在GaP外延层表面保留正性光刻胶的电极图形；采用等离子清洗机清洗打胶；在保留的正性光刻胶电极图形保护下，采用GaP腐蚀液进行腐蚀，制备出P电极的电流扩展通道；本发明专利技术的腐蚀方法是针对GaAs基LED外延片电流扩展层GaP的一种专门性腐蚀方法，GaP腐蚀控制稳定性强，根据腐蚀时间即可控制腐蚀深度，操作性强，且对GaAs衬底无腐蚀作用，减少N面的化学污染的影响，且腐蚀GaP电流扩展层电极洞内干净无残留，大大降低了因外观不合格导致的降档。大大降低了因外观不合格导致的降档。

【技术实现步骤摘要】
一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法


[0001]本专利技术涉及一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法，属于LED四元芯片制备


技术介绍

[0002]LED是第一个进入市场的商用化合物半导体，最早的LED是采用LPE(液相外延生长)技术做成的红光GaAsP LED，但是这些LED的性能相对于目前来说比较低。20世纪90年代后，由于新型材料以及新的外延技术引入到红光LED的研究中，利用有机金属化学气相淀积法(MOCVD)制作的GaAs基AlGaInP LED大大改善了红色和黄色光谱区的LED性能。
[0003]上世纪50年代，在IBM Thomas J.Watson Research Center为代表的诸多知名研究机构的努力下，以GaAs为代表的III
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V族半导体在半导体发光领域迅速崛起。之后随着金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术的出现，使得高质量的III
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V族半导体的生长突破了技术壁垒，各种波长的半导体发光二极管器件相继涌入市场。由于半导体发光二极管相对于目前的发光器件具有效率高、寿命长、抗强力学冲击等特质，在世界范围内被看作新一代照明器件。但是由于III
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V族半导体的折射率普遍较高(GaP：3.2)，这就导致LED的发光区域发出的光在经芯片表面出射到空气中时受制于界面全反射现象，只有极少部分的光可以出射到器件外部(GaP约为2.4％)。界面全反射现象导致LED的外量子效率低下，是制约LED替代现有照明器件的主要原因。
>[0004]为解决LED的外量子效率低下的问题，通常采用电流扩展的手段来实现，现阶段为实现GaP窗口层制作P电极的电流扩展，一般是采用化学腐蚀法或者ICP刻蚀法的方式实现；现有化学腐蚀法或者ICP刻蚀法均存在不同的缺陷：ICP刻蚀法对工艺、设备要求较严格，以及特殊气体的使用的安环费用，成本非常高；化学腐蚀法实现GaP窗口层腐蚀为现阶段LED厂家规模化生产通用的方法，化学腐蚀稳定性较差，易出现腐蚀不均匀、腐蚀不动现象，导致外观不良。
[0005]中国专利文献CN104393115A公开了一种多结砷化镓太阳电池一次腐蚀工艺方法，1)涂布光刻胶掩蔽在外延片上涂布正性光刻胶；2)烘焙涂胶后放入烘箱烘焙；3)曝光烘焙后，将覆有光刻胶的外延片置于光刻机上应用掩模版曝光；4)显影曝光后浸入碱性显影液显影；5)坚膜显影后，将外延片置入烘箱后烘，后烘坚膜温度为120℃～150℃；6)一次腐蚀、去胶清洗、甩干将覆有光刻胶掩蔽层的外延片，浸入含硝酸/氢溴酸/缓冲剂的一次腐蚀液中，腐蚀一定时间后取出放入去胶液中去除保护胶，最后通过清洗甩干；在一次腐蚀基础上进行光刻制备二极管电极图形，并应用电子束蒸发AuGeNi/Au/Ag/Au电极可制得集成旁路二极管。该腐蚀工艺方法腐蚀的是GaAs、GaInP、InGaAs、Ge等材料，腐蚀液腐蚀性强，腐蚀外延层深度可控性差，同时该方法光刻胶厚度10-20μm不易实现，光刻胶厚度太薄起不到腐蚀外延层时的防护作用。
[0006]因此，有必要研发一种腐蚀性能稳定、成本低，适用于LED四元芯片的GaP外延层的腐蚀方法。

技术实现思路

[0007]针对现有技术GaP腐蚀技术存在的不足，尤其是目前的腐蚀方法不适用于LED四元芯片的GaP外延层的腐蚀，本专利技术提供一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法，该腐蚀方法性能稳定、成本低、周期短。
[0008]为达到以上效果，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0009]一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法，包括步骤如下：
[0010](1)在LED四元芯片的GaP外延层表面涂布正性光刻胶，然后进行曝光、显影、烘烤，在GaP外延层表面保留正性光刻胶的电极图形；
[0011](2)采用等离子清洗机清洗步骤(1)处理后LED四元芯片的GaP外延层表面的打胶；
[0012](3)在步骤(1)保留的正性光刻胶电极图形保护下，采用GaP腐蚀液腐蚀步骤(2)清洗后的LED四元芯片的GaP外延层，制备出P电极的电流扩展通道；
[0013]所述的GaP腐蚀液为氢溴酸、溴水和纯水的混合液。
[0014]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，涂布正性光刻胶的厚度为1.6-3.5μm。
[0015]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述的烘烤温度为90-110℃，烘烤时间5-15分钟。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，等离子清洗机清洗打胶的功率为15-30W，清洗时间为4-10分钟。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，GaP腐蚀液中氢溴酸、溴水与纯水的体积比为：(30-45)：(0.8-5)：(700-900)。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，配制GaP腐蚀液时，使用玻璃棒搅拌或超声机超声加速溶液互溶。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述的腐蚀是在温度19-26℃、湿度30wt％-65wt％下进行腐蚀10秒-30秒。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，GaP腐蚀液的有效性为12小时。
[0021]作为本专利技术的一个等同替代方案，本专利技术的腐蚀方法也可以先进行步骤(3)，然后进行步骤(2)，即：
[0022]一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法，包括步骤如下：
[0023](1)在LED四元芯片的GaP外延层表面涂布正性光刻胶，然后进行曝光、显影、烘烤，在GaP外延层表面保留正性光刻胶的电极图形；
[0024](2)在步骤(1)保留的正性光刻胶电极图形保护下，采用GaP腐蚀液腐蚀步骤(1)的LED四元芯片的GaP外延层，制备出P电极的电流扩展通道；
[0025]所述的GaP腐蚀液为氢溴酸、溴水和纯水的混合液。
[0026](3)采用等离子清洗机清洗步骤(2)处理后LED四元芯片的GaP外延层表面的打胶。
[0027]本专利技术的有益效果及优点：
[0028]1、本专利技术的腐蚀方法是针对GaAs基LED外延片电流扩展层GaP的一种专门性腐蚀方法，GaP腐蚀控制稳定性强，根据腐蚀时间即可控制腐蚀深度，操作性强，且对GaAs衬底无腐蚀作用，减少N面的化学污染的影响。
[0029]2、本专利技术的腐蚀方法腐蚀GaP电流扩展层电极洞内干净无残留，大大降低了因外观不合格导致的降档。
[0030]3、本专利技术的腐蚀方法光刻胶厚度为常规厚度，易操作，且防护效果良好。
[0031]4、本专利技术的腐蚀方法操作简单、腐蚀性能稳定、成本低、生产周期短，稳定了芯片品质，提升LED四元芯片的优品率。
附图说明
[0032]图1是实施例1去胶后的LED芯片表面照片。
[0033]图2是实施例2去胶后的LED芯片表面照片。
[0034]图3是GaP腐蚀前未打胶芯片表面照片。
[0035]图4是GaP腐蚀液配制时未使用玻璃棒搅拌进行直接腐蚀的照片。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED四元芯片GaP外延层的腐蚀方法，包括步骤如下：(1)在LED四元芯片的GaP外延层表面涂布正性光刻胶，然后进行曝光、显影、烘烤，在GaP外延层表面保留正性光刻胶的电极图形；(2)采用等离子清洗机清洗步骤(1)处理后LED四元芯片的GaP外延层表面的打胶；(3)在步骤(1)保留的正性光刻胶电极图形保护下，采用GaP腐蚀液腐蚀步骤(2)清洗后的LED四元芯片的GaP外延层，制备出P电极的电流扩展通道；所述的GaP腐蚀液为氢溴酸、溴水和纯水的混合液。2.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，步骤(1)中，涂布正性光刻胶的厚度为1.6-3.5μm。3.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的烘烤温度为90-110℃，烘烤时间5-15分钟。4.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，步骤(2)中，等离子清洗机清洗打胶的功率为15-30W，清洗时间为4-10分钟。5.根据权利要求1所述的腐蚀方法，其特征在于，步骤(3)中，GaP腐蚀液中氢溴酸、溴水与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，魏朝，李晓明，闫宝华，
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：