芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法
【专利摘要】一种芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，包括：在衬底的表面打两个通孔；在衬底的正反两面蒸度二氧化硅膜保护膜；将衬底放入浓硫酸和浓磷酸混合液中腐蚀，清洗；去掉衬底表面的二氧化硅膜保护膜；在衬底的一面依次生长N型掺杂层、多量子阱发光层、P型掺杂层和ITO层；在ITO层上一侧向下刻蚀，形成台面，该台面的中心处有一通孔；在台面的通孔的上面制作N型电极；在台面另一侧的ITO层上的通孔上制作P型电极；在台面另一侧的ITO层上的通孔的内壁制作绝缘层；在衬底背面及两个通孔内蒸度铬金引导层；在衬底背面旋转涂覆光刻胶并做出图形，腐蚀铬金引导层。本发明可以降低了发光二极管的封装成本，特别适合大尺寸功率型发光二极管的封装应用。
【专利说明】 芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体【技术领域】，特别是一种芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法。
【背景技术】
[0002]LED照明是新一代固体冷光源，具有低能耗、寿命长、易控制、安全环保等特点，是理想的节能环保产品，适用各种照明场所。LED封装工艺是指将LED芯片使用某种方式粘贴到基板、管壳或支架上，然后通过金丝球焊工艺将芯片上的电极连接到基板、管壳或者支架上以实现电驱动，最后再使用透明封装材料加以密封或覆盖。由于封装步骤较多，所耗费的材料较多，且单个芯片单独封装导致生产效率较低，因此LED封装正在向集成化、小型化发展。目前出现的芯片尺寸级封装、尤其是晶圆级芯片尺寸封装由于可一次批量封装多颗芯片正在引起大家的广泛关注。但这些封装都是将LED外延芯片放置在其他材料所作的基板上实现的。封装过程中需要转移衬底，其封装成本和工艺成本依然很高。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种芯片尺寸级晶圆发光二极管制作方法，其是在发光二极管芯片工艺制作中，对氮化镓基发光二极管衬底用激光加工通孔，可以将发光二极管的P电极和N电极制作在衬底背面，可以大大降低芯片封装尺寸，对芯片与外部连接节约空间，节约了封装体积、封装材料，从而降低了发光二极管的封装成本，特别适合大尺寸功率型发光二极管的封装应用。
[0004]为达到上述目的，本发明提供一种芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，包括一下步骤:
[0005]步骤1:在衬底的表面用激光器打两个通孔；
[0006]步骤2:在打有通孔的衬底的正反两面蒸度二氧化硅膜保护膜；
[0007]步骤3:将蒸度二氧化硅膜保护膜的衬底放入浓硫酸和浓磷酸混合液中腐蚀，清洗腐蚀掉通孔侧壁激光烧蚀后的残余物；
[0008]步骤4:清洗，去掉衬底表面的二氧化硅膜保护膜；
[0009]步骤5:在衬底的一面依次生长N型掺杂层、多量子阱发光层、P型掺杂层和ITO层；
[0010]步骤6:在ITO层上一侧向下刻蚀，刻蚀深度达到N型掺杂层内，形成台面，该台面的中心处有一通孔；
[0011]步骤7:在台面的通孔的上面制作N型电极，该N型电极覆盖通孔；在台面另一侧的ITO层上的通孔上制作P型电极，该P型电极覆盖通孔；
[0012]步骤8:在台面另一侧的ITO层上的通孔的内壁制作绝缘层；
[0013]步骤9:在衬底背面及两个通孔内蒸度铬金引导层，该铬金引导层与N型电极和P型电极接触；[0014]步骤10:在衬底背面旋转涂覆光刻胶并做出图形，腐蚀铬金引导层，使P型电极和N型电极隔离，完成制备。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中:
[0016]图1是本发明的制作流程图；
[0017]图2是本发明的结构剖面图。
【具体实施方式】
[0018]请参阅图1及图2，本发明提供一种芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，包括以下步骤:
[0019]步骤1:在衬底21的表面用激光器打两个通孔211 ;其中衬底21的材料为蓝宝石、S1、SiC、GaAs或玻璃。通孔的制作方法还有湿法腐蚀、干法刻蚀或者机械钻孔。其中衬底21上通孔211的直径为20-200 μ m。
[0020]步骤2:在打有通孔211的衬底21的正反两面蒸度二氧化硅膜保护膜或者氮化硅、聚酰亚胺保护膜。
[0021]步骤3:将蒸度二氧化硅膜保护膜的衬底21放入浓硫酸和浓磷酸混合液中腐蚀，清洗腐蚀掉通孔211侧壁激光烧蚀后的残余物；或者用王水、氢氟酸、氢氧化钠溶液清洗侧壁残留物。其中浓硫酸和浓磷酸混合液的浓硫酸:浓磷酸=3:1，温度为200— 330°C，腐蚀时间为2-10小时。
[0022]步骤4:清洗，去掉衬底21表面的二氧化硅膜保护膜；
[0023]步骤5:在衬底21的一面依次生长N型掺杂层22、多量子阱发光层23、P型掺杂层24和ITO层25 ;其中N型掺杂层22的材料为N — GaN，厚度为l_5um。多量子阱发光层23的材料为InGaN，厚度为50— 500nm。P型掺杂层24的材料为的材料为P — GaN，厚度为200—500nmo
[0024]步骤6:在ITO层25上一侧向下刻蚀，刻蚀深度达到N型掺杂层22内，形成台面210，该台面210的中心处有一通孔211 ；
[0025]步骤7:在台面210的通孔211的上面制作N型电极28，该N型电极28覆盖通孔211 ;在台面210另一侧的ITO层25上的通孔211上制作P型电极27，该P型电极27覆盖通孔211 ;其中ITO层25的材料为95%的InO2, 5% SnO2，厚度为10 — lOOOnm。
[0026]步骤8:在台面210另一侧的ITO层25上的通孔211的内壁制作绝缘层30 ;绝缘
层可以是二氧化硅膜、氮化硅、或者聚酰亚胺。
[0027]步骤9:在衬底21背面及两个通孔211内蒸度铬金弓I导层34，该铬金弓I导层34与N型电极28和P型电极27接触；
[0028]步骤10:在衬底21背面旋转涂覆光刻胶并做出图形，腐蚀铬金引导层34，使P型电极27和N型电极28隔离，完成制备。
[0029]虽然已经结合具体实例描述了本发明，然而本领域技术人员按照上面的描述显然可以进行许多替换、修改和变化。据此，本发明意在包含所有其他这种落入所附权利要求的精神范围内的替换、修改和变化。
【权利要求】
1.一种芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，包括一下步骤: 步骤1:在衬底的表面用激光器打两个通孔； 步骤2:在打有通孔的衬底的正反两面蒸度二氧化硅膜保护膜； 步骤3:将蒸度二氧化硅膜保护膜的衬底放入浓硫酸和浓磷酸混合液中腐蚀，清洗腐蚀掉通孔侧壁激光烧蚀后的残余物； 步骤4:清洗，去掉衬底表面的二氧化硅膜保护膜； 步骤5:在衬底的一面依次生长N型掺杂层、多量子阱发光层、P型掺杂层和ITO层； 步骤6:在ITO层上一侧向下刻蚀，刻蚀深度达到N型掺杂层内，形成台面，该台面的中心处有一通孔； 步骤7:在台面的通孔的上面制作N型电极，该N型电极覆盖通孔；在台面另一侧的ITO层上的通孔上制作P型电极，该P型电极覆盖通孔； 步骤8:在台面另一侧的ITO层上的通孔的内壁制作绝缘层； 步骤9:在衬底背面及两个通孔内蒸度铬金弓I导层，该铬金弓I导层与N型电极和P型电极接触； 步骤10:在衬底背面旋转涂覆光刻胶并做出图形，腐蚀铬金引导层，使P型电极和N型电极隔离，完成制备。
2.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中衬底的材料为蓝宝石、S1、SiC、GaAs或玻璃。
3.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中N型掺杂层的材料为N — GaN，厚度为l_5um。
4.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中多量子阱发光层的材料为InGaN，厚度为50— 500nm。
5.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中P型掺杂层的材料为的材料为P-GaN，厚度为200-500nm。
6.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中ITO层的材料为 95% 的 InO2, 5% SnO2，厚度为 IO-1OOOnm0
7.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中绝缘层的材料为二氧化硅。
8.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中衬底上通孔的直径为 20—200 u rrio
9.根据权利要求1所述的芯片尺寸级晶圆发光二极管的制作方法，其中浓硫酸和浓磷酸混合液的浓硫酸:浓磷酸=3:1，温度为200— 330°C，腐蚀时间为2 —10小时。
【文档编号】H01L33/00GK103579423SQ201310585931
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】谢海忠, 张连, 宋昌斌, 姚然, 薛斌, 杨华, 李璟, 伊晓燕, 王军喜, 李晋闽 申请人:中国科学院半导体研究所