一种倒装发光二极管芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种倒装发光二极管芯片及其制备方法，包括以下步骤：提供一衬底，在衬底上沉积外延层；在外延层上沉积第一欧姆接触层，在第一欧姆接触层上沉积多个光角转换层；在第一欧姆接触层上沉积第二欧姆接触层；在第二欧姆接触层的边缘制备外延层凹部；对外延层凹部进行刻蚀处理，形成隔离槽；在第二欧姆接触层上依次涂覆多层光刻胶，在多层光刻胶上制备反射层开口；在光刻胶表面依次沉积Ag层和Ti层，保留反射层开口内的Ag层和Ti层，以形成反射镜层；在反射镜层上沉积绝缘保护层，并制备N型绝缘层通孔和P型绝缘层通孔；在绝缘保护层上沉积N型焊盘层和P型焊盘层。本发明专利技术能够有效减少反射镜层脱落的风险。险。险。

【技术实现步骤摘要】
一种倒装发光二极管芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种倒装发光二极管芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管芯片具有节能环保、高效、半永久寿命被广泛应用于照明和显示领域，倒装发光二极管芯片更是具有散热能力强，可大电流使用的优点。
[0003]Ag金属凭借其对可见光极高的反射率被用做倒装发光二极管芯片的反射镜，反射来自外延层的光线使其从衬底面发出，但Ag金属对于基底材料的洁净度要求极高，且Ag金属与其它非金属材料的粘结度较差，故现有倒装发光二极管芯片将Ag金属制备为反射镜，在蓝膜剥离过程中Ag金属极易从基底材料上脱落，造成倒装发光二极管芯片良率降低。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种倒装发光二极管芯片及其制备方法。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：一种倒装发光二极管芯片的制备方法，包括以下步骤：提供一衬底，在所述衬底上依次沉积N型GaN层、量子阱层及P型GaN层，以形成外延层，并在所述P型GaN层上沉积第一欧姆接触层；在所述第一欧姆接触层上沉积多个呈圆锥台状的光角转换层；在所述第一欧姆接触层上沉积第二欧姆接触层，其中，所述第二欧姆接触层的下端与所述第一欧姆接触层抵接，所述第二欧姆接触层上具有与所述光角转换层对应的多个通孔，且所述通孔的孔径大于所述光角转换层的下端直径；在所述第二欧姆接触层的边缘制备外延层凹部，所述外延层凹部的底面为所述N型GaN层；对所述外延层凹部的边缘进行刻蚀处理，形成隔离槽；在所述第二欧姆接触层上依次涂覆多层光刻胶，并依次对所述光刻胶曝光，以形成反射层开口，所述反射层开口为下端宽、上端窄的结构；在最上层所述光刻胶表面依次沉积Ag层和Ti层，对所述衬底进行加热，将所述光刻胶及位于所述光刻胶表面的Ag层和Ti层去除，以形成反射镜层；在所述反射镜层上沉积绝缘保护层，在所述绝缘保护层上制备N型绝缘层通孔和P型绝缘层通孔；在所述绝缘保护层上沉积N型焊盘层和P型焊盘层，所述N型焊盘层通过所述N型绝缘层通孔与所述N型GaN层连接，所述P型焊盘层通过所述P型绝缘层通孔与所述反射镜层连接。
[0006]本专利技术一实施例的倒装发光二极管芯片的制备方法，通过设置光角转换层，使后续沉积在光角转换层之上的反射镜层形成一梯形斜面的台面，外延层发出的部分与衬底所夹锐角较小的光线通过该梯形斜面的台面的反射，转换为与衬底所夹锐角较大的光线，从而减小光在各层材料之间传播的全反射，提升倒装发光二极管芯片亮度；通过对衬底进行
加热使得光刻胶软化坍塌，将沉积在反射层开口内的Ag层和Ti层边缘完成包覆，降低后续蓝膜剥离时反射镜层脱落的风险，而且最上层光刻胶与光刻胶表面的Ag层和Ti层会随着光刻胶的软化坍塌形成间隙，使得光刻胶表面的Ag层和Ti层更容易从光刻胶表面脱落，这样便可以减小蓝膜的粘度，进一步减小反射镜层脱落的风险，有效提高了倒装发光二极管的良率。
[0007]进一步的，所述光角转换层为AlN层，所述光角转换层的上端直径介于7μm
‑
11μm，下端直径介于8μm
‑
12μm，所述光角转换层的厚度介于0.5μm
‑
5μm，相邻所述光角转换层的中心间距为所述光角转换层的下端直径的两倍。
[0008]进一步的，所述在所述第二欧姆接触层上依次涂覆多层光刻胶，并依次对所述光刻胶曝光，以形成反射层开口的步骤具体包括：在所述光角转换层上涂覆第一正性光刻胶，采用第一掩膜板对所述第一正性光刻胶进行第一曝光；在所述第一正性光刻胶上涂覆第一负性光刻胶，采用第二掩膜板对所述第一负性光刻胶进行第二曝光；在所述第一负性光刻胶上涂覆第二正性光刻胶，采用第三掩膜板对所述第二正性光刻胶进行第三曝光；采用显影工艺去除曝光过的所述第一正性光刻胶、所述第二正性光刻胶以及未曝光的所述第一负性光刻胶，形成由相互连通的第一正性光刻胶开口、第一负性光刻胶开口及第二正性光刻胶开口组成的反射层开口。
[0009]进一步的，所述第一正性光刻胶开口的截面呈倒立梯形，所述第一负性光刻胶开口的截面呈正梯形，所述第二正性光刻胶开口的截面呈倒立梯形，所述第一正性光刻胶开口的上端宽度大于所述第一负性光刻胶开口的下端宽度，第一负性光刻胶开口的上端宽度等于所述第二正性光刻胶开口的下端宽度。
[0010]进一步的，所述第三曝光使用的光线的波长大于所述第二曝光使用的光线的波长。
[0011]进一步的，所述在最上层所述光刻胶表面依次沉积Ag层和Ti层的步骤具体包括：采用电子束蒸镀工艺在最上层所述光刻胶表面沉积Ag层，其中，电子束蒸镀工艺中的镀锅沿轨道进行公转，同时镀锅进行自转，且每沉积1/4厚的Ag层时，对镀锅公转的方向及镀锅自转的方向进行反向调整；在Ag层上采用电子束蒸镀工艺沉积Ti层，Ti层的厚度为Ag层厚度的1/10
‑
1/8；其中，在电子束蒸镀工艺中，镀锅与金属靶材所在平面夹角的角度介于30
°‑
60
°
。
[0012]进一步的，所述对所述衬底进行加热的温度介于150℃
‑
180℃。
[0013]进一步的， 所述在所述反射镜层上沉积绝缘保护层的步骤具体包括：采用电子束蒸镀SiO2靶材的方法在所述反射镜层上沉积第一SiO2薄膜，所述第一SiO2薄膜厚度介于100
Å‑
200
Å
；采用PECVD工艺在所述第一SiO2薄膜上沉积第二SiO2薄膜，所述第二SiO2薄膜厚度介于5000
Å‑
20000
Å
，所述绝缘保护层由所述第一SiO2薄膜与所述第二SiO2薄膜组成。
[0014]进一步的，所述在所述绝缘保护层上制备N型绝缘层通孔和P型绝缘层通孔的步骤之后，还包括：采用干法刻蚀工艺依次通入含Cl原子的气体和含Si原子的气体。
[0015]本专利技术还提出一种倒装发光二极管芯片，采用如上所述的倒装发光二极管芯片的制备方法制备而成。
附图说明
为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术的倒装发光二极管芯片的制备方法的流程图；图2为图1中步骤S1相应的结构示意图；图3为图1中步骤S2相应的结构示意图；图4为图1中步骤S3相应的结构示意图；图5为图1中步骤S4相应的结构示意图；图6为图1中步骤S5相应的结构示意图；图7为图1中步骤S6涂布第一正性光刻胶并利用第一掩膜板进行第一曝光相应的结构示意图；图8为图1中步骤S6涂布第一负性光刻胶并利用第二掩膜板进行第二曝光相应的结构示意图；图9为图1中步骤S6涂布第二正性光刻胶并利用第三掩膜板进行第三曝光相应的结构示意图；图10为图1中步骤S6利用显影去除掉曝光过的光刻胶相应本文档来自技高网...

【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，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底，在所述衬底上依次沉积N型GaN层、量子阱层及P型GaN层，以形成外延层，并在所述P型GaN层上沉积第一欧姆接触层；在所述第一欧姆接触层上沉积多个呈圆锥台状的光角转换层；在所述第一欧姆接触层上沉积第二欧姆接触层，其中，所述第二欧姆接触层的下端与所述第一欧姆接触层抵接，所述第二欧姆接触层上具有与所述光角转换层对应的多个通孔，且所述通孔的孔径大于所述光角转换层的下端直径；在所述第二欧姆接触层的边缘制备外延层凹部，所述外延层凹部的底面为所述N型GaN层；对所述外延层凹部的边缘进行刻蚀处理，形成隔离槽；在所述第二欧姆接触层上依次涂覆多层光刻胶，并依次对所述光刻胶曝光，以形成反射层开口，所述反射层开口为下端宽、上端窄的结构；在最上层所述光刻胶表面依次沉积Ag层和Ti层，对所述衬底进行加热，将所述光刻胶及位于所述光刻胶表面的Ag层和Ti层去除，以形成反射镜层；在所述反射镜层上沉积绝缘保护层，在所述绝缘保护层上制备N型绝缘层通孔和P型绝缘层通孔；在所述绝缘保护层上沉积N型焊盘层和P型焊盘层，所述N型焊盘层通过所述N型绝缘层通孔与所述N型GaN层连接，所述P型焊盘层通过所述P型绝缘层通孔与所述反射镜层连接。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，所述光角转换层为AlN层，所述光角转换层的上端直径介于7μm
‑
11μm，下端直径介于8μm
‑
12μm，所述光角转换层的厚度介于0.5μm
‑
5μm，相邻所述光角转换层的中心间距为所述光角转换层的下端直径的两倍。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，所述在所述第二欧姆接触层上依次涂覆多层光刻胶，并依次对所述光刻胶曝光，以形成反射层开口的步骤具体包括：在所述光角转换层上涂覆第一正性光刻胶，采用第一掩膜板对所述第一正性光刻胶进行第一曝光；在所述第一正性光刻胶上涂覆第一负性光刻胶，采用第二掩膜板对所述第一负性光刻胶进行第二曝光；在所述第一负性光刻胶上涂覆第二正性光刻胶，采用第三掩膜板对所述第二正性光刻胶进行第三曝光；采用显影工艺去除曝光过的所述第一正性光刻胶、所述第二正性光刻胶以及未曝光的所述第一负性光刻胶，形成由相互连通的第一正性光刻胶开口、第一负性光刻胶开口及第二正性光刻胶开口组成的反射层开口。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，鲁洋，林潇雄，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：