一种led芯片的制作方法及一种led芯片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体LED芯片领域，特别地，涉及一种改善LED芯片电极粘附力的 LED芯片的制作方法及一种LED芯片。
【背景技术】
[0002] LED芯片制程中，早期是并不设置钝化层的。没有钝化层的保护时，LED芯片的可 靠性会大大降低，透明导电层直接裸露在空气中，容易被酸性物质腐蚀、也容易被机械性地 刮伤，这些都会对LED芯片的使用寿命和生产良率造成重大影响。后来在芯片制程中都加 上了钝化层工艺，钝化层必须满足三个条件：其一，必须有较好的穿透率，否则会严重吸光， 降低LED芯片的出光效率；其二、要有一定的硬度和稳定性，抵抗外界刮伤和空气中气体的 腐蚀；其三，折射率必须与透明导电层匹配，折射率太小导致临界角太小，从而容易出现全 反射现象，造成光在LED中无法取出，不仅降低了发光效率，同时会产生大量的热，降低可 靠性。
[0003] 目前LED芯片厂多半使用氧化硅或者氮化硅作为钝化层。也有专利中涉及使用其 它材料作为钝化层材料。
[0004] 如专利申请CN201510145433中提供一种LED芯片的制造方法。包括：提供衬底，所 述衬底具有衬底侧壁；刻蚀所述衬底形成台阶，所述台阶具有台阶侧壁；在所述衬底上形 成电流阻挡层，同时在所述衬底侧壁及台阶侧壁上形成钝化层；在所述衬底上形成透明导 电层，所述透明导电层覆盖所述电流阻挡层；在所述透明导电层上和台阶上分别形成电极。 相比现有技术，省去了一道光刻工艺，同时并未缺少所需要的膜层，因此也确保了 LED芯片 的质量。其中，所述LED芯片的第一材料层（钝化层）的材料包括氧化硅、氮化硅、氧化铝 中的多种。
[0005] 另外，专利申请CN201410596788中公开了一种LED芯片的Al20 3/Si0N钝化层结 构，其中，所述η型电极、p型电极外侧的芯片上表面依次沉积有Al2O 3层和SiON层，即其中 的钝化层为叠加的Al2O3层和SiON层。
[0006] 但上述专利申请中公开的LED芯片的电极粘附力仍有待进一步提尚。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种改善LED芯片电极粘附力的LED芯片的制作方法，具体包括将钝 化层设置为一定厚度的纯氧化铝层。
[0008] 本发明提供一种LED芯片的制作方法，包括以下步骤：1)在衬底材料上制作外延 层，包括先制备N-GaN层，再制备P-GaN层；2)在外延层上干法刻蚀出相应晶粒图形，露出 台阶和N型GaN层；3)在外延层上蒸镀形成透明导电层；4)在透明导电层上蒸镀金属P电 极，在N-GaN层上蒸镀N电极；5)在晶圆表面整面蒸镀纯氧化铝作为钝化层，纯氧化铝钝化 层的厚度为600-1000A; 6)通过光刻腐蚀工艺在氧化铝钝化层上露出P电极和N电极；7) 晶圆减薄和切割裂片得到所述LED芯片。
[0009] 使用本发明方法制作LED芯片与传统LED芯片相比，可以大大提高LED芯片外量 子效率，同时增加对外力的抵抗能力，起到更好的芯片保护作用。
[0010] 在一种具体的实施方式中，步骤1)中衬底材料选自蓝宝石、碳化硅和硅，且外延 层厚度为5-8 μ m。
[0011] 在一种具体的实施方式中，步骤3)中制备的透明导电层的透光率大于90%，且其 电阻率的数量级小于等于10-4。
[0012] 在一种具体的实施方式中，步骤2)中刻蚀深度为1-2 μπι，切割道的宽度在 10 μ m_30 μ m 之间。
[0013] 在一种具体的实施方式中，步骤4)中P电极与P-GaN层和透明导电层接触，N电 极与N-GaN层接触。
[0014] 在一种具体的实施方式中，步骤5)中的蒸镀为电子束蒸发，且腔体温度 150-300°C，蒸发速率控制在lA/s-lOA/s,腔体真空度高于10-5数量级。本领域技术人员熟 知的，电子束蒸发是真空蒸镀的一种方式，它是在钨丝蒸发的基础上发展起来的。
[0015] 本发明还提供一种如上所述方法制备得到的LED芯片，其特征在于：所述芯片在 厚度方向上依次包括衬底材料、N-GaN、P-GaN、透明导电层ITO和纯氧化铝钝化层，还包括 与P-GaN和透明导电层ITO接触的P电极和与N-GaN接触的N电极，且所述纯氧化铝钝化 层的厚度为細
[0016] 本发明中采用纯氧化铝作为钝化层，其优点如下：氧化铝折射率约为1. 765,氧化 硅约为1.48,氧化铝的穿透率比氧化硅更好，具有更好的机械硬度。本发明采用氧化铝作 为钝化层，不仅能更好的起到抵抗划伤和抗腐蚀作用，同时还能大大改善全反射现象，提高 LED芯片的出光效率。
[0017] 在芯片制作过程中，钝化层起到至关重要的作用。其一，它起到抵抗外界机械划伤 和酸碱腐蚀的作用；其二改善LED芯片的全反射现象，大大提高出光效率。目前生产的LED 芯片均采用氧化硅或者氮化硅作为钝化层，其主要缺点如下：1、氧化硅层容易出现空洞，不 能很好的起到保护作用；2、氮化硅穿透率相对较差；3、相比透明导电层氧化铟锡来说，氧 化硅折射率较低，容易导致全反射现象，降低出光效率。而本发明采用一定厚度的氧化铝做 为钝化层可以很好的解决以上问题。
[0018] 在一种具体的实施方式中，本发明技术方案包括如下步骤：
[0019] 步骤一、在外延衬底上生长外延层：包括将衬底表面清洁后先沉积缓冲层，然后生 长η型GaN，接着生长多量子阱和P型GaN层；
[0020] 步骤二、在外延层上制作芯片图形：用干法刻蚀设备ICP刻蚀出台阶，露出N型 GaN层，刻蚀深度1-2 μ m，切割道的宽度在10 μ m-30 μ m之间；
[0021 ] 步骤三、在晶圆表面蒸镀一层氧化铟锡薄膜：薄膜厚度5()(Μ2β〇1腔体温度 150-350°C，氧气流量 5-15sccm，真空度 10 5-10 7;
[0022] 步骤四、在氧化铟锡表层蒸镀一层纯氧化铝钝化层，膜层厚度600-1000 A，腔体温 度 150-200°C，氧气流量 5-25sccm，真空度 10 6-10 7;
[0023] 步骤五、在氧化铝表层实施光刻工艺：涂覆光刻胶，曝光、显影露出不需要氧化铝 保护的区域，在该区域蒸镀金属电极；
[0024] 步骤六、将制作好的芯片进行减薄、划片和测试得到一种LED芯片。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明提供的一种LED芯片的结构示意图；
[0026] 图中，1、衬底材料，2、N_GaN，3、P_GaN，4、透明导电层IT0,5、纯氧化铝钝化层，6、P 电极，7、N电极。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0028] 以下实施案例以蓝宝石衬底GaN基LED蓝光芯片制作为例，每个实施例制备1000 片