一种可以直接剥离的LED管芯电极掩模图形的制作方法与流程

本发明涉及led制造技术领域，具体涉及一种可以直接剥离的led管芯电极掩模图形的制作方法。

背景技术：

发光二极管简称为led（lightemittingdiode），是一种将电能转换为光能的的固体电致发光（el）半导体器件。led实质性核心结构是由元素谱中的iii-iv族或iii-v族化合物材料构成的p-n节。led光辐射光谱分布有其独特的一面。它不是单色光（如激光），也不是宽光谱辐射（如白炽灯），而是介于两者之间，有几十纳米的带宽、峰值波长位于可见光或近红外区域。led与普通光源相比具有如下优点：1、高效率：发光效率高，等同功率的led灯和白炽灯，led等照明效果好很多；2、寿命长：led灯最长寿命可达到10万小时，且其半衰周期可达到5万小时以上；3、低耗电：比同光效的白炽灯可节省70%以上的电量；4、低故障：led作为半导体元件，没有真空器件和高压触发电路等敏感部件，故障率极低；5、绿色、环保：单色性好，led光谱集中，没有多于红外、紫外灯光谱，热量、辐射很少，对被照物产生影响少，不含有汞等有害物质，废弃物可以回收，没有污染；6、方向性强：平面发光，方向性强；7、快响应：响应时间短，只有几十纳秒，启动非常迅速；8、多色彩：led色彩，不同的半导体材料，不同颜色的光，颜色饱和度能够达到130%全彩色不同光色的组合变化多端，利用时序控制电路，更能达到丰富多彩的的动态变化效果。

led管芯通常由电流扩展层和金属电极组成，金属电极通常是采用两种方法制作。一种是直接蒸镀、溅射或者化学镀金的方式制作出金属膜层，然后制作保护膜通过化学腐蚀液腐蚀出需要的电极图形；另外一种方法是首先通过光刻胶制作出掩膜图形，然后制作金属膜层，通过粘性膜剥离的方法将多余的金属撕掉，再去掉表面光刻胶，制作出电极图形。本发明是针对第二种方式，也就是剥离方法进行的发明创造。在通过剥离方法制作电极图形时，最方便的是通过金属制作后直接使用蓝膜将金属和多余光刻胶撕掉，但是实际制作过程中光刻胶因为厚度的选择上，通常粘附较为紧密，一般在之前需要使用有机溶剂将光刻胶溶解部分后（降低金属膜层粘附性），才能使用粘性膜将其撕掉，然后使用相应的溶液去掉残留光刻胶。为了能够直接剥离的进行，传统的制作方法中，光刻胶掩模图形的厚度通常是金属厚度的1.5倍左右，而金属厚度一般在3微米以上，那么为了达到最佳的掩模图形，光刻胶的厚度需要最少在4.5微米以上，而对于光刻胶制作工艺，在1-3微米内的膜层厚度是最容易制作的且表面均匀，该种类型的光刻胶液相对较便宜，在4微米以上且涂胶厚度要求均匀的光刻胶，随着光刻胶制作难度的增加，价格往往高出5倍以上，这样就不得不考虑光刻胶制作厚度的选择上做一些优化。

中国专利文件cn105023841a(201410165571.0)提出了一种晶圆表面撕金去胶方法，包括如下步骤：首先利用向晶圆表面喷射高压nmp的方式去除晶片表面残余光刻胶和金属，然后利用ipa溶解去除去胶后晶圆表面的nmp。采用了高压喷射的方式，剥离掉了晶圆表面金属，但是整个过程相当繁琐，nmp高压喷洒对晶片衬底要求较高，晶片较薄时，容易产生裂片，而为了获得较高的亮度，晶片一般只做低于150微米，这样就限制了该项发明的大范围使用。

技术实现要素：

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种能够在薄光刻胶条件下，不对掩模图形进行额外加工就能实现直接粘性膜覆盖剥离掉金属的可以直接剥离的led管芯电极掩模图形的制作方法。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种可以直接剥离的led管芯电极掩模图形的制作方法，包括如下步骤：

a)在衬底和外延层上制备电流扩展层，得到led晶片，在led晶片上表面上涂覆负性光刻胶，在电流扩展层上制成由负性光刻胶构成的第一胶膜层，第一胶膜层的厚度为3000-5000埃，将涂胶后的led晶片进行烘干；

b)将led晶片放入pecvd设备的生长室内，在第一胶膜层上生长一层由二氧化硅材料制成的填充层，填充层的厚度为20000-60000埃；

c)将led晶片从pecvd设备的生长室内取出，在填充层上涂覆负性光刻胶，在填充层上制成由负性光刻胶构成的第二胶膜层，第二胶膜层的厚度为3000-5000埃，将涂胶后的led晶片进行烘干；

d)在led晶片的第二胶膜层上进行曝光、显影，在第二胶膜层上制成电极掩膜图形，将第二胶膜层、填充层以及第一胶膜层的电极掩膜图形内的区域腐蚀掉；

e)将led晶片通过蒸发台或溅射台在电流扩展层上以及第二胶膜层上制备出金属电极；

f)将粘性膜贴合到led晶片的第二胶膜层上端的金属电极的外表面上，通过粘性膜将电流扩展层两侧的第一胶膜层、填充层、第二胶膜层以及生长在第二胶膜层上的金属电极从电流扩展层上撕掉。

优选的，步骤a)中涂胶后的led晶片放置热板上进行烘干。

优选的，步骤b)中pecvd设备的生长室内的温度为60-90℃。

优选的，步骤c)中将led晶片放置热板上进行烘干。

优选的，步骤a)和步骤c)中的烘干温度为90-110℃，烘干时间为1-10min。

优选的，步骤b)中填充层的生长速率为10-50埃/秒，生长室内的温度为70℃。

优选的，步骤d)中腐蚀操作时使用的腐蚀液为氢氟酸。

优选的，步骤e)中金属电极的厚度为30000-45000埃。

本发明的有益效果是：通过在led晶体上制备两层由负性光刻胶构成的胶膜层以及设置在第一胶膜层与第二胶膜层之间的填充层，来得到适合金属电极掩模图形的制作，第一胶膜层和第二胶膜层的厚度较薄，仅仅使用较少的光刻胶制作出了达到较厚需要的掩模图形，使得到金属电极图形在完整的前提下又可以进行直接撕金剥离，不需要作出额外处理。适当厚度的两层光刻胶和二氧化硅层的配合能够完成必须使用厚胶才能制作出的金属电极掩模图形来直接剥离的效果。第一胶膜层、填充层、第二胶膜层依次制成后再进行电极掩膜图形的制备，这样可以减少两次光刻步骤，使整个过程简单易行，成本较低。

附图说明

图1为本发明的led晶片的结构示意图；

图2为本发明的制成第二胶膜层后的结构示意图；

图3为本发明的第二胶膜层、填充层以及第一胶膜层腐蚀后的结构示意图；

图4为本发明的制备金属电极后的结构示意图；

图5为本发明的剥离后的金属电极的结构示意图；

图中，1.衬底和外延层2.电流扩展层3.第一胶膜层4.填充层5.第二胶膜层6.金属电极。

具体实施方式

下面结合附图1至附图5对本发明做进一步说明。

一种可以直接剥离的led管芯电极掩模图形的制作方法，包括如下步骤：

a)在衬底和外延层1上制备电流扩展层2，得到led晶片，在led晶片上表面上涂覆负性光刻胶，在电流扩展层2上制成由负性光刻胶构成的第一胶膜层3，第一胶膜层3的厚度为3000-5000埃，将涂胶后的led晶片进行烘干；

b)将led晶片放入pecvd设备的生长室内，在第一胶膜层3上生长一层由二氧化硅材料制成的填充层4，填充层4的厚度为20000-60000埃；

c)将led晶片从pecvd设备的生长室内取出，在填充层4上涂覆负性光刻胶，在填充层4上制成由负性光刻胶构成的第二胶膜层5，第二胶膜层5的厚度为3000-5000埃，将涂胶后的led晶片进行烘干；

d)在led晶片的第二胶膜层5上进行曝光、显影，在第二胶膜层5上制成电极掩膜图形，将第二胶膜层5、填充层4以及第一胶膜层3的电极掩膜图形内的区域腐蚀掉；

e)将led晶片通过蒸发台或溅射台在电流扩展层2上以及第二胶膜层5上制备出金属电极6；

f)将粘性膜贴合到led晶片的第二胶膜层5上端的金属电极6的外表面上，通过粘性膜将电流扩展层2两侧的第一胶膜层3、填充层4、第二胶膜层5以及生长在第二胶膜层5上的金属电极6从电流扩展层2上撕掉。

通过在led晶体上制备两层由负性光刻胶构成的胶膜层以及设置在第一胶膜层3与第二胶膜层5之间的填充层4，来得到适合金属电极掩模图形的制作，第一胶膜层3和第二胶膜层5的厚度较薄，仅仅使用较少的光刻胶制作出了达到较厚需要的掩模图形，使得到金属电极图形在完整的前提下又可以进行直接撕金剥离，不需要作出额外处理。适当厚度的两层光刻胶和二氧化硅层的配合能够完成必须使用厚胶才能制作出的金属电极掩模图形来直接剥离的效果。第一胶膜层3、填充层4、第二胶膜层5依次制成后再进行电极掩膜图形的制备，这样可以减少两次光刻步骤，使整个过程简单易行，成本较低，电流扩展层2与第一胶膜层3接触，第二胶膜层5与金属电极6接触，能够保证整个膜层的粘附程度，既不会因为过于牢固剥离不掉，有不会过于疏松出现蒸镀过程掉金属层现象，能够大幅度提高晶片的整体良率。并且第二胶膜层5在对于填充层的二氧化硅腐蚀时起到了保护作用，不需要额外制作保护膜层。操作方法简单，不需要引入特殊设备，利用较低的成本，解决了高成本光刻胶制作工艺，该工艺方法适用于所有led芯片的直接剥离工艺。

实施例1：

步骤a)中涂胶后的led晶片放置热板上进行烘干。

实施例2：

步骤b)中pecvd设备的生长室内的温度为60-90℃。

实施例3：

步骤c)中将led晶片放置热板上进行烘干。

实施例4：

步骤a)和步骤c)中的烘干温度为90-110℃，烘干时间为1-10min。

实施例5：

步骤b)中填充层4的生长速率为10-50埃/秒，生长室内的温度为70℃。

实施例6：

步骤d)中腐蚀操作时使用的腐蚀液为氢氟酸。

实施例7：

步骤e)中金属电极6的厚度为30000-45000埃。