专利名称：Led芯片制造方法
技术领域：
本发明涉及一种涉及发光二极管芯片制造领域，尤其涉及一种LED芯片的制造方法。
背景技术：
半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制尚点之"~~'ο目前LED芯片的常规制备方法是利用金属有机化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上生长出GaN半导体层，该GaN半导体层包括N-GaN层、量子阱层及P-GaN层；当GaN半导体层制备完成之后再蒸镀透明电极，然后根据需要制作好所需图形的刻蚀光罩(光罩是指在制作芯片的过程中，利用光蚀刻技术，在半导体结构上形成图型，为将图型复制于晶圆上， 必须透过光罩作用原理)后进行透明电极蚀刻、再采用ICP刻蚀设备将部分GaN半导体层刻蚀至N-GaN层，如图IA所示；然后根据需要制作透明电极光罩，进行透明电极蚀刻以形成所需图形的透明电极，如图IB所示；透明电极熔合后进行N/P光罩，然后采用常规工艺进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，之后进行金属熔合，如图IC所示；最后沉积钝化 SiO- 2层，进行开双孔光罩后进行S^2蚀刻，形成如图ID所示结构。由上描述可见，现有LED芯片制造方法需要制作四道光罩作业，即刻蚀光罩(为进行ICP刻蚀)、透明电极光罩(为进行透明电极蚀刻)、N/P光罩(为进行P电极和N电极的制作)及开双孔光罩(对钝化SiO2层进行蚀刻)，如此导致现有的制备方法成本较高， 为降低LED芯片的制备成本，所以需要提供一种新的LED芯片制造方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED芯片制造方法，以降低制备成本。为了达到上述目的，本发明提供的LED芯片制造方法，包括步骤1)利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底上生长出GaN半导体层，并在GaN半导体层上蒸镀透明电极，其中，所述GaN半导体层包括N-GaN层、量子阱及P-GaN层；幻在透明电极上制作刻蚀光罩后，再对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP刻蚀，以便制作N电极；幻再次对所述透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极；4)对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合；5) 在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成LED芯片。其中，所述半导体衬底可为蓝宝石衬底；所述透明电极可为透明导电薄膜，其厚度在500-4000 A;所述ICP刻蚀的深度可为8000-20000 A;所述金属蒸镀为先镀Cr，再镀Pt， 最后镀Au ；或者先镀Cr，后镀Au ；或者先镀Ti，再镀Al，再镀Ti，最后镀Au。所述钝化层材料可为SiO2,钝化层厚度为500-4000 A。综上所述，本发明的LED芯片制造方法通过一次性制作出可进行ICP刻蚀和透明电极蚀刻的刻蚀光罩，相对于现有需要制作4道光罩，本发明的方法仅需要3道，节约了 25%的光罩制作成本，大大降低了 LED芯片的制备成本，同时其形成的LED芯片的散热和稳定性都有所改善。
图1A-1D为现有LED芯片制备过程的芯片结构示意图。图2A-2D为本发明的LED芯片制备过程的芯片结构示意图。
具体实施例方式以下将通过具体实施例来对本发明的LED芯片制造方法进行详细说明。请参见图2A至2D，本发明的LED芯片制造方法主要包括以下步骤首先，利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底(如蓝宝石衬底)上生长出 GaN半导体层，并在生长的所述GaN半导体层上蒸镀透明电极，其中，所述GaN半导体层包括 N-GaN层、量子阱及P-GaN层。在本实施例中，透明电极为ΙΤ0，其厚度为MOO A。接着，在透明电极上制作刻蚀光罩后，再对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP 刻蚀，以便制作N电极。在本实施例中，制作好刻蚀光罩后，先对透明电极进行透明电极蚀刻2. 5min、再对该部分进行ICP刻蚀10000 A,如图2A所示。接着，对所述透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极。在本实施例中，对透明电极进行二次透明电极蚀刻1. 25min、去光阻，如图2B所示。接着，对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合，如图2C所示，此过程与现有技术类似，故在此不再详述。在本实施例中，金属蒸镀的材料为Cr/Pt/Au。此外，金属蒸镀的材料也可为Cr/Au， 还可采用Ti/Al/Ti/Au等。最后，在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成LED芯片，其中所述钝化层材料可为S^2等。在本实施例中，沉积的SW2钝化层厚度为2300 A，进行开双孔光罩、SiO2蚀刻lmin，如图2D所示。由于二次透明电极蚀刻在ICP刻蚀后进行，由此可以去除ICP刻蚀后台阶残留的 Ga、In、Sn等离子，有利于改善LED芯片的稳定性。本发明制备出的LED芯片与现有制备方法制备出的LED芯片的光电参数对比，如
下表所示
权利要求
1.一种LED芯片制造方法，其特征在于包括步骤1)利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底上生长出GaN半导体层，并在GaN半导体层上蒸镀透明电极，其中，所述GaN半导体层包括N-GaN层、量子阱及P-GaN层；2)在透明电极上制作刻蚀光罩后，再对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP刻蚀， 以便制作N电极；3)再次对所述透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极；4)对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合；5)在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成LED芯片。
2.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于所述半导体衬底为蓝宝石衬底。
3.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于所述透明电极为透明导电薄膜。
4.如权利要求3所述的LED芯片制造方法，其特征在于所述透明导电薄膜的材料为 ITO或Ni和Au形成的合金。
5.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于所述透明电极的厚度为500 -4000A。
6.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于所述ICP刻蚀的深度为8000 -20000A ο
7.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于所述金属蒸镀为先镀Cr，再镀 Pt，最后镀Au ；或者先镀Cr，后镀Au ；或者先镀Ti，再镀Al，再镀Ti，最后镀Au。
8.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于所述钝化层材料为SiO2，钝化层厚度为500—4000A。
全文摘要
本发明提供一种LED芯片制造方法，其首先利用金属有机化学气相沉积技术在半导体衬底上生长出GaN半导体层，并在GaN半导体层上蒸镀透明电极，接着在透明电极上制作刻蚀光罩以便对所述透明电极进行透明电极蚀刻和ICP刻蚀，以便制作N电极，接着再对透明电极进行二次透明电极蚀刻及去光阻，以便制作P电极，然后对所述透明电极熔合后，再进行N/P光罩，然后进行金属蒸镀、金属剥离形成P电极和N电极，接着再进行金属熔合，最后在已形成P电极和N电极的半导体结构上沉积钝化层，开双孔光罩后对所述钝化层进行钝化蚀刻，由此形成低成本的LED芯片。
文档编号H01L33/36GK102194928SQ20101012061
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者李士涛, 袁根如, 郝茂盛, 陈诚 申请人:上海蓝光科技有限公司