一种LED芯片的制备方法及LED芯片技术

本发明专利技术提供一种LED芯片的制备方法及LED芯片，所述制备方法包括：在临时衬底上生长外延层，得到临时晶圆片；在外延层表面涂覆光刻胶并在光刻胶上制备若干延伸至临时晶圆片表面的通孔；在通孔内蒸镀欧姆接触金属层和牺牲层，去胶清洗后在临时晶圆片表面蒸镀介质膜层，并进行热退火处理，以使得覆盖在牺牲层上方的介质膜层与覆盖在临时晶圆片表面的介质膜层之间的交界区域产生裂纹；刻蚀液通过裂纹对被介质层覆盖的牺牲层进行完全溶解，最后在临时晶圆片的两端分别制备N电极和P电极，得到目标晶圆，对目标晶圆进行切割，以得到LED芯片。通过本申请，刻蚀液透过裂纹与牺牲层反应，以完全去除牺牲层，减小了制备的LED芯片的电压。压。压。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片的制备方法及LED芯片


[0001]本专利技术涉及LED芯片制备
，具体涉及一种LED芯片的制备方法及LED芯片。

技术介绍

[0002]近年来，LED芯片以其高效，节能，环保等诸多优点广泛的应用于照明和显示领域，垂直薄膜结构的LED芯片中包含有ODR反射镜，ODR反射镜为金属反射层；ODR反射镜上的介质膜层为SiO2或MgF2等低折射率且绝缘的透明薄膜。
[0003]目前，在介质膜层上制备导电通孔的方式主要是通过在晶圆表面进行一次光刻，形成牺牲层圆柱图形，牺牲层可以采用光刻胶等材料，然后在晶圆表面蒸镀介质膜层，介质膜将牺牲层覆盖，将晶圆整体放置在腐蚀液中，将牺牲层腐蚀掉，去除牺牲层上的介质膜层后形成通孔，然后通过二次光刻在通孔内填充欧姆接触金属层，通过通孔内的欧姆接触金属层实现介质膜层上下层之间的电性连接。
[0004]然而，牺牲层图形被介质膜层覆盖后，去胶液或蚀刻液难以透过介质膜层去和光刻胶或牺牲层发生化学反应，可能导致剥离失败，或者导电通孔内的光刻胶或牺牲层有残留未完全去除干净，从而影响金属反射层与半导体之间的欧姆接触，导致LED芯片电压异常高；另外，目前制备欧姆接触层需要进行两次光刻，两次光刻容易产生存在套刻偏移的问题，制备欧姆接触层过程中容易与通孔产生偏移，影响产品特性。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种LED芯片的制备方法及LED芯片，以解决现有技术中的问题。
[0006]本专利技术一方面提供一种LED芯片的制备方法，包括以下步骤：步骤一，提供一临时衬底，并在所述临时衬底上生长外延层，得到临时晶圆片；步骤二，在所述外延层的表面涂覆光刻胶，对所述光刻胶进行光刻操作，去除部分所述光刻胶以形成若干延伸至所述临时晶圆片表面的通孔；步骤三，在剩余所述光刻胶表面以及所述通孔内依次蒸镀欧姆接触金属层和牺牲层，剥离去除所述光刻胶及其表面的欧姆接触金属层和牺牲层，保留所述通孔内的欧姆接触金属层和牺牲层；步骤四，在步骤三后的临时晶圆片表面蒸镀介质膜层，并进行热退火处理，以使得覆盖在所述牺牲层上方的介质膜层与覆盖在所述临时晶圆片表面的介质膜层之间的交界区域产生裂纹；步骤五，对步骤四后的临时晶圆片进行浸润刻蚀，以使得刻蚀液透过所述裂纹去除所述牺牲层，在去除所述牺牲层的临时晶圆片表面依次制备金属反射层、金属键合层，并将所述金属键合层键合到永久衬底上；步骤六，去除所述临时衬底及部分所述外延层，并在去除部分所述外延层的晶圆片表面制备N电极，在所述永久衬底表面制备P电极，得到目标晶圆片，对目标晶圆片进行切
割，以得到LED芯片。
[0007]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种LED芯片的制备方法，在步骤三后的临时晶圆片表面蒸镀介质膜层，并进行热退火处理，在退火过程中，被介质膜层覆盖的欧姆接触金属层和牺牲层发生热胀冷缩作用，使得覆盖在牺牲层上方的介质膜层与覆盖在临时晶圆片表面的介质膜层之间的交界区域产生裂纹，将产生裂纹的临时晶圆片浸润至刻蚀液中进行刻蚀，刻蚀液透过裂纹与牺牲层进行反应，使得牺牲层溶解，溶解牺牲层后覆盖在欧姆接触金属层表面的介质膜层帽层随之脱落，从而在介质膜层上形成导电通孔，导电通孔内设有欧姆接触金属层，金属反射层与半导体之间通过介质膜层上的欧姆接触金属层实现欧姆接触，降低了制备的LED芯片电压，另外，在本申请中，制备欧姆接触金属层只需要一次光刻即可形成，实现了欧姆金属接触层与导电通孔的自对准，防止出现偏移，提高了产品特性。
[0008]优选地，在所述步骤一中，所述外延层包括依次生长在所述临时衬底上的N型GaAs缓冲层、N型GaInP腐蚀截止层、N型GaAs欧姆接触层、N型AlGaInP粗化层、N型AlGaInP电流扩展层、N型AlGaInP限制层、有源层、P型AlGaInP限制层、P型GaP窗口层。
[0009]优选地，在步骤四之前，制备方法还包括：计算所述介质膜层的厚度，所述介质膜层的厚度的计算公式为：d=(2k+1)λ/4n，其中，d为介质膜层的厚度， k为大于等于零的整数，λ为LED芯片发光的光波长，n为介质膜层的折射率。
[0010]优选地，所述欧姆接触金属层和所述牺牲层的厚度之和不小于所述介质膜层的厚度。
[0011]优选地，在所述步骤五中，所述牺牲层为Ti层，采用氢氟酸溶液对所述牺牲层进行刻蚀。
[0012]优选地，在所述步骤五中，将所述金属键合层键合到永久衬底上具体包括：在所述金属反射层上蒸镀第一金属键合层；在所述永久衬底上蒸镀第二金属键合层；将所述第一金属键合层和所述第二金属键合层进行加热加压键合，使得所述第一金属键合层和所述第二金属键合层结合，以将所述金属键合层键合到永久衬底上。
[0013]优选地，在所述步骤六中，所述在去除部分所述外延层的晶圆片表面制备N电极具体包括：依次去除所述临时衬底、所述N型GaAs缓冲层以及所述N型GaInP腐蚀截止层，露出所述N型GaAs欧姆接触层；通过光刻、湿法刻蚀制备N型GaAs欧姆接触层图形，对所述N型GaAs欧姆接触层图形进行光刻、蒸镀、剥离、退火工艺处理，以在所述N型GaAs欧姆接触层图形上形成N电极，并露出部分所述N型AlGaInP粗化层。
[0014]优选地，所述制备方法还包括：对露出的所述N型AlGaInP粗化层表面进行粗化处理，并沿预留切割道自所述N型AlGaInP粗化层表面进行干法刻蚀，直至刻蚀到所述P型GaP窗口层，在粗化处理后的表面及所述干法刻蚀后的临时晶圆片侧面沉积保护层，并进行光刻、刻蚀，露出所述N电极。
[0015]优选地，在所述步骤六中，所述在所述永久衬底表面制备P电极包括：对所述永久
Deposition简称MOCVD）设备中沉积外延层，可选的，在本实施例中外延层包括依次生长在GaAs临时衬底上的N型GaAs缓冲层11、N型GaInP腐蚀截止层12、N型GaAs欧姆接触层13、N型AlGaInP粗化层14、N型AlGaInP电流扩展层15、N型AlGaInP限制层16、有源层17、P型AlGaInP限制层18、P型GaP窗口层19，可选的，P型GaP窗口层19的厚度为0.1um
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10um，优选的，P型GaP窗口层19的厚度为1um
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3um，P型GaP窗口层19中主体层的掺杂浓度为1E+18 atoms/cm3以上，P型GaP窗口层19中表层的掺杂浓度为1E+19 atoms/cm3以上，进而形成金属
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半导体欧姆接触，例如可以采用Mg掺杂。N型AlGaInP粗化层14、N型AlGaInP电流扩展层15、N型AlGaInP限制层16、P型AlGaInP限制层18中各组分可以根据需要分别进行调整。
[0025]步骤二，在所述外延层的表面涂覆光刻胶，对所述光刻胶进行光刻操作，去除部分所述光刻胶以形成若干延伸至所述临时晶圆片表面的通孔；可选的，如图3所示，为本申请介质膜层上制备导电通孔的流程图；如图3中的（a）所示，在外延层的表面旋涂光刻胶20，可选的，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，提供一临时衬底，并在所述临时衬底上生长外延层，得到临时晶圆片；步骤二，在所述外延层的表面涂覆光刻胶，对所述光刻胶进行光刻操作，去除部分所述光刻胶以形成若干延伸至所述临时晶圆片表面的通孔；步骤三，在剩余所述光刻胶表面以及所述通孔内依次蒸镀欧姆接触金属层和牺牲层，剥离去除所述光刻胶及其表面的欧姆接触金属层和牺牲层，保留所述通孔内的欧姆接触金属层和牺牲层；步骤四，在步骤三后的临时晶圆片表面蒸镀介质膜层，并进行热退火处理，以使得覆盖在所述牺牲层上方的介质膜层与覆盖在所述临时晶圆片表面的介质膜层之间的交界区域产生裂纹；步骤五，对步骤四后的临时晶圆片进行浸润刻蚀，以使得刻蚀液透过所述裂纹去除所述牺牲层，在去除所述牺牲层的临时晶圆片表面依次制备金属反射层、金属键合层，并将所述金属键合层键合到永久衬底上；步骤六，去除所述临时衬底及部分所述外延层，并在去除部分所述外延层的晶圆片表面制备N电极，在所述永久衬底表面制备P电极，得到目标晶圆片，对目标晶圆片进行切割，以得到LED芯片。2.根据权利要求1所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述外延层包括依次生长在所述临时衬底上的N型GaAs缓冲层、N型GaInP腐蚀截止层、N型GaAs欧姆接触层、N型AlGaInP粗化层、N型AlGaInP电流扩展层、N型AlGaInP限制层、有源层、P型AlGaInP限制层、P型GaP窗口层。3.根据权利要求1所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，在步骤四之前，制备方法还包括：计算所述介质膜层的厚度，所述介质膜层的厚度的计算公式为：d=(2k+1)λ/4n，其中，d为介质膜层的厚度， k为大于等于零的整数，λ为LED芯片发光的光波长，n为介质膜层的折射率。4.根据权利要求1所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广亮，焦恩，胡加辉，金从龙，
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：