一种倒装发光二极管芯片及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种倒装发光二极管芯片及制备方法，该方法包括：对外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至衬底，以刻蚀得到切割道，切割道处外延层的侧面与衬底的顶面之间所形成锐角夹角为40

【技术实现步骤摘要】
一种倒装发光二极管芯片及制备方法


[0001]本专利技术涉及芯片
，具体涉及一种倒装发光二极管芯片及制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管以其节能、高亮、耐久性高、寿命长、轻巧等优势广泛应用于普通照明，特种照明、景观照明、植因照明、户外显示，户内显示、液晶显示，车载照明，车载显示等领域。目前，倒装LED可在大功率下稳定使用，具有较高的外量子效率，应用逐渐成熟。
[0003]然而，现有的倒装LED芯片切割道处衬底与外延层的横向距离较窄，影响了切割良率，且芯片固晶后容易发生侧壁漏电，一般通过减小芯片发光区面积或者增加芯片尺寸的方式增加切割道处衬底与外延层的横向距离，采用上述解决方案损失了芯片性能，同时增加了芯片成本。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种倒装发光二极管芯片及制备方法，能够在不减小芯片发光区面积、不增加芯片尺寸的情况下，增大切割道处衬底与外延层的横向距离。
[0005]本专利技术的一方面在于提供一种倒装发光二极管芯片的制备方法，用于制备所述倒装发光二极管芯片，所述方法包括：
[0006]提供一衬底；
[0007]在所述衬底之上生长一外延层，对所述外延层进行刻蚀以暴露出Mesa台阶；
[0008]对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道，其中，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成锐角夹角为40
°‑
80
°
；
[0009]在所述外延层上生长一电流阻挡层；
[0010]在所述外延层上生长一电流扩展层并将所述电流阻挡层覆盖；
[0011]在所述Mesa台阶与所述电流扩展层上分别制备N型导电金属与P型导电金属；
[0012]在所述N型导电金属与所述P型导电金属以及所述电流扩展层上制备布拉格反射层，并对所述布拉格反射层进行刻蚀以得到N型导电通孔与P型导电通孔；
[0013]在所述布拉格反射层之上制备与所述N型导电金属对应的N型键合金属、与所述P型导电金属对应的P型键合金属，以使所述N型键合金属通过所述N型导电通孔与所述N型导电金属电性连接、所述P型键合金属通过所述P型导电通孔与所述P型导电金属电性连接。
[0014]根据上述技术方案的一方面，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤中，所述刻蚀处理为电感耦合等离子体刻蚀。
[0015]根据上述技术方案的一方面，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤，具体包括：
[0016]在所述外延层及Mesa台阶的表面涂布光刻胶；
[0017]对所述外延层及Mesa台阶进行涂胶后热盘烘烤；
[0018]通过光刻版对所述外延层及Mesa台阶进行光刻图形；
[0019]对所述外延层及Mesa台阶进行显影前烘烤、显影、显影后烘烤以及烤箱烘烤；
[0020]对所述外延层进行电感耦合等离子体刻蚀，其刻蚀选择比为0.6
‑
1，以刻蚀得到切割道，去除所述外延层及Mesa台阶上残留的光刻胶。
[0021]根据上述技术方案的一方面，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤中，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成锐角夹角为50
°
。
[0022]根据上述技术方案的一方面，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤，具体包括：
[0023]在所述外延层及Mesa台阶的表面涂布光刻胶，后进行涂胶热盘烘烤，温度为120℃，时间为150s；
[0024]采用光罩进行曝光，曝光能量为1000mj/cm2；
[0025]对所述外延层及Mesa台阶进行显影，显影时间为200s；后热盘烘烤，烘烤温度为80℃，时间为40s；
[0026]对所述外延层及Mesa台阶进行烤箱烘烤，烘烤温度为70℃，时间为20min；
[0027]对所述外延层及Mesa台阶进行电感耦合等离子体刻蚀，刻蚀选择比为0.85，去除所述外延层及Mesa台阶上残留的光刻胶；
[0028]在经过上述步骤制备得到切割道后，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成锐角夹角为50
°
。
[0029]根据上述技术方案的一方面，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤中，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成锐角夹角为65
°
。
[0030]根据上述技术方案的一方面，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤，具体包括：
[0031]在所述外延层及Mesa台阶的表面涂布光刻胶，后进行涂胶热盘烘烤，温度为110℃，时间为120s；
[0032]采用光罩进行曝光，曝光能量为300mj/cm2；
[0033]对所述外延层及Mesa台阶进行显影前烘烤，烘烤温度为115℃，时间为100s，对所述外延层进行显影，时间为80s；
[0034]对所述外延层及Mesa台阶进行电感耦合等离子体刻蚀，刻蚀选择比为0.7，去除所述外延层及Mesa台阶上残留的光刻胶；
[0035]在经过上述步骤制备得到切割道后，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成锐角夹角为65
°
。
[0036]本专利技术的另一方面在于提供一种倒装发光二极管芯片，所述芯片通过上述技术方案当中所示的制备方法制得，所述芯片包括：
[0037]衬底、设于所述衬底之上的外延层、设于所述外延层之上的电流阻挡层、设于所述电流阻挡层之上的电流扩展层、分别设于Mesa台阶与所述电流扩展层之上的N型导电金属与P型导电金属、设于所述N型导电金属与所述P型导电金属之上的布拉格反射层、以及设于所述布拉格反射层之上的N型键合金属与P型键合金属，所述布拉格反射层上设有N型导电
通孔与P型导电通孔，所述N型键合金属通过所述N型导电通孔与所述N型导电金属电性连接，所述P型键合金属通过所述P型导电通孔与所述P型导电金属电性连接；
[0038]其中，所述外延层的边缘及Mesa台阶通过刻蚀处理至所述衬底得到切割道，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成的锐角夹角为40
°‑
80
°
。
[0039]根据上述技术方案的一方面，所述衬底由Al2O3、GaN、Si、SiC、GaAs中的任一种或其它可被接收的材料制成。
[0040]根据上述技术方案的一方面，所述外延层自下而上依次包括缓冲层、N型掺杂半导体层、有源层及P型掺杂半导体层。
[0041]与现有技术相比，采用本专利技术所示的倒装发光二极管芯片及制备方法，有益效果在于：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倒装发光二极管芯片的制备方法，用于制备所述倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述方法包括：提供一衬底；在所述衬底之上生长一外延层，对所述外延层进行刻蚀以暴露出Mesa台阶；对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道，其中，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成锐角夹角为40
°‑
80
°
；在所述外延层上生长一电流阻挡层；在所述外延层上生长一电流扩展层并将所述电流阻挡层覆盖；在所述Mesa台阶与所述电流扩展层上分别制备N型导电金属与P型导电金属；在所述N型导电金属与所述P型导电金属以及所述电流扩展层上制备布拉格反射层，并对所述布拉格反射层进行刻蚀以得到N型导电通孔与P型导电通孔；在所述布拉格反射层之上制备与所述N型导电金属对应的N型键合金属、与所述P型导电金属对应的P型键合金属，以使所述N型键合金属通过所述N型导电通孔与所述N型导电金属电性连接、所述P型键合金属通过所述P型导电通孔与所述P型导电金属电性连接。2.根据权利要求1所述的倒装发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤中，所述刻蚀处理为电感耦合等离子体刻蚀。3.根据权利要求1所述的倒装发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤，具体包括：在所述外延层及Mesa台阶的表面涂布光刻胶；对所述外延层及Mesa台阶进行涂胶后热盘烘烤；通过光刻版对所述外延层及Mesa台阶进行光刻图形；对所述外延层及Mesa台阶进行显影前烘烤、显影、显影后烘烤以及烤箱烘烤；对所述外延层进行电感耦合等离子体刻蚀，其刻蚀选择比为0.6
‑
1，以刻蚀得到切割道，去除所述外延层及Mesa台阶上残留的光刻胶。4.根据权利要求3所述的倒装发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤中，所述切割道处所述外延层的侧面与所述衬底的顶面之间所形成锐角夹角为50
°
。5.根据权利要求4所述的倒装发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，对所述外延层及Mesa台阶进行刻蚀处理并刻蚀至所述衬底，以刻蚀得到切割道的步骤，具体包括：在所述外延层及Mesa台阶的表面涂布光刻胶，后进行涂胶热盘烘烤，温度为120℃，时间为150s；采用光罩进行曝光，曝光能量为1000mj/cm2；对所述外延层及Mesa台阶进行显影，显影时间为200s；后热盘烘烤，烘烤温度为80℃，时间为40s；对所述外延层及Mesa台阶进行烤箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，刘伟，简弘安，张星星，胡加辉，金从龙，顾伟，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：