Led芯片的電極去除液及去除方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了LED芯片的電極去除液及去除方法，包括涂覆負(fù)性光阻、光刻、浸泡電極、蒸鍍電極、剝離電極步驟，其中浸泡電極步驟為：將裝有芯片的卡塞放入電極去除液中浸泡20-30分鐘，溶液的溫度在40℃～50℃；電極去除液包含氯化鐵和鹽酸，其中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-40％，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15％，其余為水。本電極去除方法能有效地保護(hù)好SiO2膜層和TCL膜層，不破壞P型GaN層，保障了產(chǎn)品的品質(zhì)，并節(jié)約材料成本和提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】LED芯片的電極去除液及去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED芯片制造的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地，涉及一種LED芯片的電極去除液及去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)是一種半導(dǎo)體二極管，它能將電能轉(zhuǎn)化為光能。其原理是電能造成比熱平衡時(shí)為多的電子和空穴，同時(shí)，由于復(fù)合而減少電子和空穴，造成新的熱平衡，在復(fù)合過程中，能量以光的形式放出。發(fā)光二極管的實(shí)質(zhì)性結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體P-N結(jié)，它通常是指在一種導(dǎo)電類型的晶體上以擴(kuò)散、離子注入或外延生長(zhǎng)的方法產(chǎn)生另一種導(dǎo)電類型的薄膜來制得的。LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用于路燈、顯示屏、室內(nèi)照明、汽車燈等各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]目前LED芯片所選襯底材料大致有三種，藍(lán)寶石、硅以及碳化硅，藍(lán)寶石作為外延襯底已經(jīng)比較成熟。參見圖1，LED芯片采用高可見光透過率和低電阻率的透明導(dǎo)電層(transparent conductinglayer,縮寫為TCL)作為N型GaN導(dǎo)電層，TCL膜層上方還有一層即能起到保護(hù)作用又能增加出光的SiO2薄膜。參見圖2，Ni/Al/Cr/Ni/AU五種金屬依次以真空蒸發(fā)的方式形成P電極和N電極。兩電極位于芯片的同側(cè)，P電極位于TCL上方并且部分與P層接觸，N電極直接與N-GaN接觸。
[0004]在實(shí)際的生產(chǎn)和研發(fā)過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因人為操作不力、設(shè)備故障、工藝等原因出現(xiàn)品質(zhì)異?；蛘咭?qū)嶒?yàn)需求而必須返工的情況。比如在蒸鍍金屬后發(fā)現(xiàn)電極脫落或者翹起，電極被劃傷、電極有污染等等，此時(shí)為保證產(chǎn)品質(zhì)量，往往需要對(duì)芯片進(jìn)行返工處理。
[0005]目前，傳統(tǒng)的去除工藝為:用化學(xué)溶液去除Si02、電極及TCL—蒸鍍TCL — TCL光亥|J— TCL蝕刻一去光阻一合金一沉積SiO2 — PAD光刻一SiO2腐蝕一蒸鍍電極并剝離。此種方法存在兩個(gè)不足:
[0006]1、返工步驟較繁瑣，生產(chǎn)效率低并浪費(fèi)了大量的物料成本；
[0007]2、為了溶解電極中的惰性金屬AU，目前返工電極用的溶液一般都是用高濃度的酸性溶液王水(濃鹽酸與濃硝酸按3:1配成的混合溶液)，王水在腐蝕電極的同時(shí)，連同TCL膜層一起腐蝕，并且王水會(huì)對(duì)芯片表面的P型GaN層會(huì)造成破壞，因此，芯片在返工后的電壓有較大概率的偏高，對(duì)于粗化外延片電壓升高的問題更為明顯。也有采用腐蝕力稍弱的鹽酸、硫酸等溶液作為返工電極用溶液，雖然不會(huì)對(duì)GaN層造成破壞，但是由于金和鎳在鹽酸、硫酸等溶液中的溶解速度很緩慢，返工時(shí)間太長(zhǎng)從而影響了生產(chǎn)效率。
[0008]由此可見，亟待開發(fā)一種高效、對(duì)芯片表面外延層無破壞的返工方法，以解決現(xiàn)有LED芯片返工處理工序中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的在于 供一種LED芯片的電極去除液及去除方法，以解決現(xiàn)有返工方法對(duì)芯片表面外延層破壞嚴(yán)重且效率低下的技術(shù)問題。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種LED芯片的電極去除液，包括氯化鐵和鹽酸，其中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-40%，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15%，其余為水。
[0011]優(yōu)選的，氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36-38%。
[0012]優(yōu)選的，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11-13%。
[0013]本發(fā)明還提供了一種LED芯片的電極去除方法，包括涂覆負(fù)性光阻、光刻、浸泡電極、蒸鍍電極、剝離電極步驟:
[0014]其中，涂覆負(fù)性光阻步驟為:在芯片表面均勻涂覆DNR-L300-D1負(fù)性光阻，進(jìn)行光刻使兩個(gè)電極露出來；勻膠后進(jìn)行熱板烘烤，烘烤條件為105°C、90-120秒；烘烤之后冷卻I分鐘進(jìn)行曝光，曝光后再次在熱板上進(jìn)行烘烤，烘烤條件為110°C、70-80秒；冷卻2分鐘后把裝有芯片的卡塞放入盛有顯影液的燒杯中進(jìn)行顯影，顯影70-80秒；
[0015]浸泡電極步驟為:將裝有芯片的卡塞放入電極去除液中浸泡20-30分鐘，溶液的溫度在40°C~50°C ;所述電極去除液包含氯化鐵和鹽酸，其中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-40%，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15%，其余為水；
[0016]浸泡時(shí)輔助進(jìn)行超聲振蕩，超聲振蕩頻率為30-35KHZ，功率為500W。
[0017]優(yōu)選的，蒸鍍電極步驟為:
[0018]用電子束真空蒸發(fā)的鍍膜方式蒸鍍電極，鍍膜過程中腔體壓力設(shè)定為1.5X10-6Torr，溫度設(shè)定為(TC。
[0019]優(yōu)選的，剝離 電極步驟為:
[0020]用藍(lán)膜對(duì)芯片進(jìn)行剝離，再將芯片放入溫度為85°C的去膠劑中浸泡15-20分鐘。
[0021]優(yōu)選的，涂覆負(fù)性光阻時(shí)，將光阻厚度控制在2.8um~2.9um。
[0022]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]1、保護(hù)外延層:本方法在去電極時(shí)由于有光阻的保護(hù)，能有效地保護(hù)好TCL膜層上面的SiO2膜層，并且芯片表面的P型GaN層不會(huì)被破壞，對(duì)于LED芯片結(jié)構(gòu)的其他部分沒有影響，適用于所有因技術(shù)需求、電性不良或者外觀不良需要返工的情況，保障了產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0024]2、無害多次去除電極:本發(fā)明選擇性去除電極的方法可以配合PAD光刻工藝對(duì)兩電極實(shí)施選擇性去除；還可以應(yīng)用到ICP刻蝕當(dāng)中，可以無損害地多次去除電極，配合MESA光刻工藝對(duì)P層進(jìn)行保護(hù)而對(duì)N層進(jìn)行多次刻蝕，每次刻蝕后只需要蒸鍍電極就可以進(jìn)行電性測(cè)試，從而可以得到同一芯片不同刻蝕深度下的電性參數(shù)，由于SiO2膜層、TCL膜層、以及P型GaN沒有受到破壞，因此電性差異僅僅來自ICP刻蝕深度的影響。
[0025]3、節(jié)約工序:本發(fā)明方法步驟簡(jiǎn)單，避免了返工之后蒸鍍TCL膜層、TCL光刻、TCL蝕刻、去光阻、合金、沉積Si02、SiO2腐蝕等一系列步驟，能節(jié)約材料成本和提高生產(chǎn)效率。
[0026]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的LED芯片外延層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)示意圖；[0030]其中，1、P電極，2、Si02膜層，3、TCL膜層，4、P型GaN層，5、N型GaN層，6、N電極，
7、襯底，8、Ni金屬層,9、Al金屬層，10、Cr金屬層，11、Au金屬層。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0032]參見圖1、圖2，LED芯片結(jié)構(gòu)一般從下至上包括:襯底7、N型GaN層5、N電極6、P型GaN層4、TCL膜層3、SiO2膜層2和P電極I ;P電極I和N電極6則從下至上包括五層:Ni金屬層8、Al金屬層9、Cr金屬層10、Ni金屬層8和Au金屬層11。
[0033]本發(fā)明公開了一種LED芯片的電極去除方法，包括步驟:
[0034]A、光刻:具體操作過程如下:
[0035]1、勻膠:控制光阻厚度在2.8um~2.9um ；
[0036]2、軟烤:采用熱板軟烤，軟烤溫度100°C~105°C，軟烤時(shí)間90秒~120秒；
[0037]3、曝光:曝光能量80~90mj/cm2 ；
[0038]4、硬烤:采用熱板硬烤，硬烤溫度108°C~112 °C，硬烤時(shí)間60秒~90秒；
[0039]5、顯影:采用正 膠顯影液，顯影時(shí)把裝好芯片的卡塞放入盛有顯影液的燒杯中，顯影時(shí)抖動(dòng)卡塞以確保顯影充分，顯影時(shí)間70秒~90秒；
[0040]6、沖水5分鐘再放入甩干機(jī)中甩干。
[0041]B、去除電極:
[0042]采用包含氯化鐵、鹽酸以及水的電極去除液，其中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-40%，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15%，其余為水，該溶液對(duì)芯片表面的GaN層沒有破壞作用，并且去除電極的速度較快，20分鐘就能將電極去除干凈。
[0043]去除電極時(shí)的操作過程及參數(shù)如下:
[0044]將裝有芯片的卡塞放入電極去除液中浸泡，控制溶液的溫度在40°C~50°C，浸泡時(shí)不停地抖動(dòng)卡塞，同時(shí)在浸泡過程中輔助超聲振蕩，以使溶液與電極底部的鎳、鋁層有良好的接觸并且發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
[0045]電極頂部的金層和鉻層并不能和電極去除液反應(yīng)，浸泡時(shí)，溶液從電極的側(cè)壁與電極底部的鎳、鋁層反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液從側(cè)壁向內(nèi)側(cè)腐蝕，最終把電極底部的鎳、鋁層完全腐蝕掉，此時(shí)的電極處于鏤空狀態(tài)，處于鏤空狀態(tài)的電極在抖動(dòng)和超聲振蕩的物理作用力下很容易脫落，從而達(dá)到去除電極的目的。
[0046]化學(xué)反應(yīng)式如下:
[0047]Al+FeClg = AlCl3+Fe
[0048]2A1+6HC1 = 2A1C13+3H2
[0049]Ni+2FeCl3 = NiCl2+2FeCl2
[0050]C、剝離電極:
[0051]具體步驟及參數(shù)如下:
[0052]1、用藍(lán)膜對(duì)芯片進(jìn)行剝離，以剝離掉金屬和光阻；
[0053]2、將芯片放入溫度為80~90°C的去膠劑中浸泡15分鐘，以去除殘留的光阻；
[0054]3、沖水5分鐘再放入甩干機(jī)中甩干。[0055]以下為本發(fā)明實(shí)施例，其中分別采用了下表所列的電極去除液進(jìn)行去除電極的操作。
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種LED芯片的電極去除液，其特征在于，包括氯化鐵和鹽酸，其中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-40%,鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15%,其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED芯片的電極去除液，其特征在于，氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 36-38%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LED芯片的電極去除液，其特征在于，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11-13%。
4.一種LED芯片的電極去除方法，其特征在于，包括涂覆負(fù)性光阻、光刻、浸泡電極、蒸鍍電極、剝離電極步驟: 其中，涂覆負(fù)性光阻步驟為:在芯片表面均勻涂覆DNR-L300-D1負(fù)性光阻，進(jìn)行光刻使兩個(gè)電極露出來；勻膠后進(jìn)行熱板烘烤，烘烤條件為105°C、90-120秒；烘烤之后冷卻I分鐘進(jìn)行曝光，曝光后再次在熱板上進(jìn)行烘烤，烘烤條件為110°C、70-80秒；冷卻2分鐘后把裝有芯片的卡塞放入盛有顯影液的燒杯中進(jìn)行顯影，顯影70-80秒； 浸泡電極步驟為:將裝有芯片的卡塞放入電極去除液中浸泡20-30分鐘，溶液的溫度在40°C~50°C ;所述電極去除液包含氯化鐵和鹽酸，其中氯化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35-40%，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15%,其余為水； 浸泡時(shí)輔助進(jìn)行超聲振蕩，超聲振蕩頻率為30-35KHZ，功率為500W。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種LED芯片的電極去除方法，其特征在于，蒸鍍電極步驟為: 用電子束真空蒸發(fā)的鍍膜方式蒸鍍電極，鍍膜過程中腔體壓力設(shè)定為1.5X10-6Torr,溫度設(shè)定為0°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種LED芯片的電極去除方法，其特征在于，剝離電極步驟為: 用藍(lán)膜對(duì)芯片進(jìn)行剝離，再將芯片放入溫度為85°C的去膠劑中浸泡15-20分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種LED芯片的電極去除方法，其特征在于，涂覆負(fù)性光阻時(shí)，將光阻厚度控制在2.8um~2.9um。
【文檔編號(hào)】C23F1/02GK103966604SQ201410221543
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】徐平, 王遠(yuǎn)紅, 談健, 陳艷恒 申請(qǐng)人:湘能華磊光電股份有限公司