一种高压LED芯片制备方法与流程

本发明涉及高压LED芯片设计技术领域，具体为一种高压LED芯片制备方法。

背景技术：

高压LED芯片是通过在芯片级别，将两颗及以上的独立管芯进行电路串联，从而芯片在使用时的电压增高(独立管芯电压*串联颗数)。高压LED芯片关键技术包括：氮化镓深刻蚀(ISO)工艺、P-SiO₂电流阻挡层(CBL)工艺和金属搭接工艺。氮化镓深刻蚀(ISO)工艺主要是使得串联的管芯之间进行隔离，形成独立管芯。电流阻挡层(CBL)工艺在高压芯片中可起到防止后续金属搭接工艺导致管芯短路的作用。金属搭接工艺使得深刻蚀(ISO)后形成的独立管芯进行电路串联，从而形成高压芯片。

目前制备方法从光刻的角度看主要为6道光刻的方法，即：MESA光刻→深刻蚀(ISO)光刻→P-SiO2光刻→ITO光刻→PN-Pad光刻→钝化SiO2光刻。该制备方法的最后一道钝化SiO2光刻后，PN-Pad金属焊盘上的钝化SiO2一般用ICP干刻的方法去除，由于ICP干刻时PN-Pad金属焊盘避免不了会接触到刻蚀腔体中的卤族元素(如F、Cl)，刻蚀后残留、吸附在芯片表面的卤族元素会对PN-Pad金属焊盘产生不同程度的腐蚀，严重时会影响到产品使用的可靠性。

钝化SiO₂在LED产品中主要起保护芯片表面，尤其是MESA刻蚀后的坡面(裸露的量子阱侧面)，对于高压产品同样起到作用，对于MESA刻蚀后的坡面(裸露的量子阱侧面)和深刻蚀(ISO)后的坡面保护在高压产品中对于电性参数(Vf4)尤为重要。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种高压LED芯片制备方法，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种高压LED芯片制备方法，其制备方法从光刻结角度为5道光刻的方法，即：MESA光刻→深刻蚀(ISO)光刻→P-SiO2光刻→ITO光刻→PN-Pad光刻。包括以下步骤：

(1)选用蓝宝石衬底生长GaN外延，在完成Mesa刻蚀、氮化镓深刻蚀(ISO)之后沉积P-SiO₂的膜，P-SiO₂沉积的膜厚为100nm-1um；

(2)在上一步制备的基片上进行版图设计，版图设计时在6道光刻方法的P-SiO₂基础上，在所有刻蚀坡面的地方加以保留；

(3)做完P-SiO₂光刻后，通过湿法腐蚀的方法去除非保留的P-SiO₂；

(4)做完P-SiO₂后，继续后续的ITO、PN-Pad工艺；

(5)在完成PN-Pad工艺后，产品使用250℃、氮气保护气氛下退火10min，产品经光电参数抽测判定。

所述步骤(1)中P-SiO₂沉积过程中单独使用笑气的等离子体对P-SiO₂膜层进行处理。

所述步骤(4)中生长ITO膜层，厚度为0.05μm-0.3μm。

与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明由于P-SiO₂对刻蚀坡面的保护，可以省去目前的钝化SiO₂沉积、钝化SiO₂光刻、钝化SiO₂干刻以及后续的去胶制程，由于不再做钝化SiO₂工艺，避免了对钝化SiO₂干刻时卤族元素对PN-Pad金属焊盘产生腐蚀，保证高压LED芯片产品使用的可靠性。

附图说明

图1为6道光刻方法P-SiO2光刻版的图示。

图2为本发明的P-SiO2光刻版的图示。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种高压LED芯片制备方法，包括以下步骤：

(1)选用蓝宝石衬底生长GaN外延，在完成Mesa刻蚀、氮化镓深刻蚀(ISO)之后沉积P-SiO₂沉积的膜，P-SiO₂沉积的膜厚为200nm；P-SiO₂沉积过程中单独使用笑气的等离子体对P-SiO₂膜层进行处理。

(2)在上一步制备的基片上进行版图设计，版图设计时在6道光刻方法的P-SiO₂基础上，在所有刻蚀坡面的地方加以保留；

(3)做完P-SiO₂光刻后，通过湿法腐蚀的方法去除非保留的P-SiO₂；

(4)做完P-SiO₂后，继续后续的ITO、PN-Pad工艺；生长ITO膜层，厚度为0.2μm。

(5)在完成PN-Pad工艺后，产品使用250℃、氮气保护气氛下退火10min，产品经光电参数抽测判定。

实施例2

一种高压LED芯片制备方法，包括以下步骤：

(1)选用蓝宝石衬底生长GaN外延，在完成Mesa刻蚀、氮化镓深刻蚀(ISO)之后沉积P-SiO₂沉积的膜，P-SiO₂沉积的膜厚为500nm；P-SiO₂沉积过程中单独使用笑气的等离子体对P-SiO₂膜层进行处理。

(2)在上一步制备的基片上进行版图设计，版图设计时在6道光刻方法的P-SiO₂的基础上，在所有刻蚀坡面的地方加以保留；

(3)做完P-SiO₂光刻后，通过湿法腐蚀的方法去除非保留的P-SiO₂；

(4)做完P-SiO₂后，继续后续的ITO、PN-Pad工艺；生长ITO膜层，厚度为0.1μm。

(5)在完成PN-Pad工艺后，产品使用250℃、氮气保护气氛下退火10min，产品经光电参数抽测判定。

实施例3

一种高压LED芯片制备方法，包括以下步骤：

(1)选用蓝宝石衬底生长GaN外延，在完成Mesa刻蚀、氮化镓深刻蚀(ISO)之后沉积P-SiO₂沉积的膜，P-SiO₂沉积的膜厚为1um；P-SiO₂沉积过程中单独使用笑气的等离子体对P-SiO₂膜层进行处理。

(2)在上一步制备的基片上进行版图设计，版图设计时在6道光刻方法的P-SiO₂的基础上，在所有刻蚀坡面的地方加以保留；

(3)做完P-SiO₂光刻后，通过湿法腐蚀的方法去除非保留的P-SiO₂；

(4)做完P-SiO₂后，继续后续的ITO、PN-Pad工艺；生长ITO膜层，厚度为0.05μm。

(5)在完成PN-Pad工艺后，产品使用250℃、氮气保护气氛下退火10min，产品经光电参数抽测判定。

与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明由于P-SiO₂对刻蚀坡面的保护，可以省去6道光刻方法中的钝化SiO₂沉积、钝化SiO₂光刻、钝化SiO₂干刻以及后续的去胶制程，由于不再做钝化SiO₂工艺，避免了对钝化SiO₂干刻时卤族元素对PN-Pad金属焊盘产生腐蚀，保证高压LED芯片产品使用的可靠性。

本发明针对目前高压LED的制备方法，在深刻蚀(ISO)后，沉积P-SiO₂，在做P-SiO₂光刻时，保留原P-SiO₂电流阻挡层(CBL)的基础上，再将所有的刻蚀坡面(裸露的量子阱侧面)的P-SiO₂保留，从而利用P-SiO₂替代钝化SiO₂保护刻蚀坡面。后续正常做ITO、PN-Pad工艺，由于P-SiO₂对刻蚀坡面的保护，可以省去6道光刻方法中的钝化SiO₂沉积、钝化SiO₂光刻、钝化SiO₂干刻以及后续的去胶制程，由于不再做钝化SiO₂工艺，避免了对钝化SiO₂干刻时卤族元素对PN-Pad金属焊盘产生腐蚀，保证高压LED芯片产品使用的可靠性。本发明使得目前高压LED芯片的制备方法由6道光刻缩减为5道光刻(MESA光刻→深刻蚀(ISO)光刻→P-SiO₂光刻→ITO光刻→PN-Pad光刻)，提升了生产效率、降低生产成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。