阵列式高压LED器件的制作方法技术

一种阵列式高压LED器件的制作方法，包括：在外延结构的P型氮化镓层上制作掩膜，选择性刻蚀外延结构，形成N型台阶结构；在外延结构的N型氮化镓层的表面制作掩膜，形成隔离的深槽；进行高温硫磷酸腐蚀；在刻蚀后的外延结构的表面沉积绝缘介质层；腐蚀掉深槽侧壁以外的绝缘介质层；在相邻的各N型台阶结构之间制作透明导电层；部分腐蚀掉最外侧的N型台阶结构上面的P型氮化镓层表面的透明导电层；在其上制作P金属电极和N金属电极。本发明专利技术可以减少电极吸光，增加芯片外延的侧面与底部出光面积，与后工艺相互配合，可以提高高压发光二极管芯片的发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体
，特别是指一种高光效的阵列式高压LED器件的制作方法。
技术介绍
由于石油能源危机的到来，发展更高效率更省电的电子与照明设备越来越受到重视，在此趋势之下具有省电、环保(不含汞)无污染、寿命长、亮度高、反应快、体积小、高发光效率等优点的发光二极管(Light-Emitting Diode, LED)组件渐渐在照明产业中露出头角，应用范围遍及于日常生活中，例如仪器面板上的指示灯。HV LED是在原DC LED芯片上分立出一定数量的微晶粒，然后将微晶粒通过金属电极互连，将这些微晶粒串联来提高整颗芯片的工作电压，故称之为高压(HV)LED。目前的DCLED产品在应用中存在ー些弊端，如需要与变压器等原件一井使用，且寿命只有2万小时左右，而实际LED芯片的寿命却长达5-10万小时。与之相対，HV LED则无需额外的变压器，只需简短的驱动电路，不仅驱动成本降低，也避免了电路转换过程中能量的损失，因而成为当前具有市场前景的LED产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在干，提供一种阵列式高压LED器件的制作方法，该方法采用全透明导电材料进行微晶粒互连，并在深刻蚀之后采用高温酸洗处理，減少电极吸光，増加芯片外延的侧面与底部出光面积，与后エ艺相互配合，可以提高高压发光二极管芯片的发光效率。本专利技术提供ー种ー种阵列式高压LED器件的制作方法，包括以下步骤步骤I :取外延结构，该外延结构包括衬底、N型氮化镓层、有源层和P型氮化镓层；步骤2 :采用光刻的方法，在外延结构的P型氮化镓层上制作掩膜，选择性刻蚀外延结构，刻蚀深度至N型氮化镓层的表面，在N型氮化镓层上形成N型台阶结构；步骤3 :采用光刻的方法，在暴露的外延结构的N型氮化镓层的表面制作掩膜，刻蚀暴露的部分N型氮化镓层，刻蚀深度至衬底的表面，形成隔离的深槽；步骤4 :将刻蚀后的外延结构进行高温硫磷酸腐蚀；步骤5 :在刻蚀后的外延结构的表面沉积绝缘介质层；步骤6 :采用光刻的方法，腐蚀掉深槽侧壁以外的绝缘介质层；步骤7 :在相邻的各N型台阶结构之间制作透明导电层，该透明导电层一端覆盖外延结构上的N型氮化镓层，另一端覆盖P型氮化镓层；步骤8 :采用光刻的方法，部分腐蚀掉最外侧的N型台阶结构上面的P型氮化镓层表面的透明导电层；步骤9 :在最外侧的N型台阶结构上面的P型氮化镓层的表面制作P金属电极；步骤10 :在另ー最外侧的N型台阶结构上面的N型氮化镓层的表面制作N金属电扱。附图说明为使审查员能进ー步了解本专利技术的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中图I为本专利技术的外延结构 的I示意图；图2为本专利技术的刻蚀出N型台阶后，再次深刻蚀，形成形成隔离微晶粒的示意图；图3为本专利技术的高温酸洗，并沉积绝缘介质层30后，器件的结构示意图；图4为本专利技术的沉积绝缘介质层30后，器件的结构示意图；图5为本专利技术的制作完透明导电层30互联的器件示意图；图6为本专利技术的制作完PN金属电极40、50的最终器件结构示意图。具体实施例方式请參阅图I-图6，一种阵列式高压LED器件的制作方法，包括以下步骤步骤I :取外延结构I (參阅图I)，该外延结构I包括衬底10、N型氮化镓层11、有源层12和P型氮化镓层13，所述衬底10的材料为蓝宝石、硅、碳化硅或氮化镓，该衬底10为图形化衬底；步骤2 :运用光刻办法，通过匀胶、前供、曝光、坚膜、显影，在外延结构I的P型氮化镓层13上制作掩膜(參阅图2);运用刻蚀的方法，将没有掩膜保护的外延结构I选择性刻蚀，刻蚀深度至N型氮化镓层11的表面，刻蚀掉的材料包括P型氮化镓层13、有源层12和一部分N型氮化镓层11，在N型氮化镓层11上形成N型台阶结构100，所述刻蚀方法为感应耦合等离子体刻蚀；步骤3 :在外延层上沉积SiO2，其中沉积SiO2的方法为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)，离子束沉积或电子束沉积(EB)，SiO2的厚度为0-5000nm ;采用光刻的方法，通过匀胶、前供、曝光、坚膜、显影，在暴露的外延结构I的N型氮化镓层11的表面制作掩膜(參阅图3)，将未被光刻胶盖住的SiO2腐蚀干净；刻蚀暴露的部分N型氮化镓层11，刻蚀深度至衬底10的表面，形成隔离深槽101，所述的掩膜为厚胶或ニ氧化硅与普通胶的双重掩膜；厚胶掩膜的厚度为8-20um，所述深槽101的深度为外延结构I上面的N型氮化镓层11、有源层12和P型氮化镓层13的厚度之和，深槽101的宽度在10-50um之间；步骤4:将硫酸、磷酸进行混合配比，再将刻蚀后的外延结构I进行高温硫磷酸腐蚀，所述高温硫磷酸的腐蚀温度为150-350°C，硫磷酸溶液的体积的配比比例为1:1-5: 1，腐蚀时间为 0-60min ;步骤5 :在刻蚀后的外延结构I的表面沉积绝缘介质层20(參阅图4),所述绝缘介质层20为ニ氧化硅、氮化硅或聚酰亚胺材料中的ー种或任意多种组合，厚度为0.5 u m-10 u m,所述绝缘介质层20是采用等离子体增强化学气相沉积、溅射或旋涂烘焙的方法制备；步骤6 :运用光刻办法，通过匀胶、前供、曝光、坚膜、显影，制作掩膜，腐蚀掉深槽侧壁以外的绝缘介质层20 ;其中腐蚀SiO2层20的溶液有HF或B0E，并去除作为掩膜的光刻胶;步骤7 :在相邻的各N型台阶结构100之间制作透明导电层30(參阅图5)，所述透明导电层30的材料为氧化铟锡或氧化锌材料中的ー种或及其组合，厚度为lOOnm-lym，该透明导电层30 —端覆盖外延结构I上的N型氮化镓层11，另一端覆盖P型氮化镓层13，所述透明导电层30中的氧化铟锡的制作方法为电子束蒸镀；步骤8 :运用光刻办法，通过匀胶、前供、曝光、坚膜、显影，制作掩膜，部分腐蚀掉最外侧的N型台阶结构30上面的P型氮化镓层13表面的透明导电层30，在外延结构表面形成微晶粒之间的桥连，最后去除作为掩膜的光刻胶；步骤9 :在最外侧的N型台阶结构30上面的P型氮化镓层13的表面制作P金属电极40 (參阅图6),所述P金属电极40选自于包括Ti、Au、Pt、Al、Ni、Cr或任意组合；步骤10 :在另ー最外侧的N型台阶结构30上面的N型氮化镓层11的表面制作N金属电极50 (參阅图6)，所述N金属电极50选自于包括Ti、Au、Pt、Al、Ni、Cr或任意组合。·实施例请參阅图I至图6所示，本专利技术提供一种高光效阵列式高压LED器件的制作方法包括步骤I :取外延结构1，该外延结构I包括衬底10、N型氮化镓层11、有源层12和P型氮化镓层13 ；步骤2 :运用光刻办法制作掩膜，ICP刻蚀外延结构至N型氮化镓层11，刻蚀深度为I. 5 iim，形成N型台阶；步骤3 :采用PECVD办法生长厚度为2um的SiO2,运用光刻办法制作掩膜，腐蚀ニ氧化硅，采用ICP深刻蚀方法，将部分外延区域刻蚀至衬底10，形成隔离深槽；步骤4 :加热硫磷酸混合溶液至250°C，将外延材料进行高温硫磷酸腐蚀，腐蚀时间为5分钟；步骤5 :采用PECVD办法，在外延结构上沉积厚度为5um的SiO2 ；步骤6 :运用光刻办法制作掩膜，腐蚀掉深槽侧壁以外的SiO2 ；步骤7 :电子束蒸镀ITO透明导电层30，厚度为520nm ;步骤8 :运用光刻办法制作掩膜，腐蚀透明导电材料30，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列式高压LED器件的制作方法，包括以下步骤：步骤1：取外延结构，该外延结构包括衬底、N型氮化镓层、有源层和P型氮化镓层；步骤2：采用光刻的方法，在外延结构的P型氮化镓层上制作掩膜，选择性刻蚀外延结构，刻蚀深度至N型氮化镓层的表面，在N型氮化镓层上形成N型台阶结构；步骤3：采用光刻的方法，在暴露的外延结构的N型氮化镓层的表面制作掩膜，刻蚀暴露的部分N型氮化镓层，刻蚀深度至衬底的表面，形成隔离的深槽；步骤4：将刻蚀后的外延结构进行高温硫磷酸腐蚀；步骤5：在刻蚀后的外延结构的表面沉积绝缘介质层；步骤6：采用光刻的方法，腐蚀掉深槽侧壁以外的绝缘介质层；步骤7：在相邻的各N型台阶结构之间制作透明导电层，该透明导电层一端覆盖外延结构上的N型氮化镓层，另一端覆盖P型氮化镓层；步骤8：采用光刻的方法，部分腐蚀掉最外侧的N型台阶结构上面的P型氮化镓层表面的透明导电层；步骤9：在最外侧的N型台阶结构上面的P型氮化镓层的表面制作P金属电极；步骤10：在另一最外侧的N型台阶结构上面的N型氮化镓层的表面制作N金属电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：詹腾，张杨，李璟，刘志强，伊晓燕，王国宏，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：