專利名稱：一種去除led芯片電極的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于LED芯片制造領(lǐng)域，尤其涉及一種去除LED芯片電極的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體器件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 城市美化、指示顯示、室內(nèi)照明等各個(gè)領(lǐng)域。LED通過在兩電極之間注入電流，電子在LED的 量子阱與空穴復(fù)合而產(chǎn)生光子。LED芯片所選襯底材料大致有三種，藍(lán)寶石、硅以及碳化硅。以藍(lán)寶石作為襯底的 LED芯片是指GaN基材料和器件的外延層主要生長在藍(lán)寶石襯底上。LED芯片采用導(dǎo)電性 能以及透光性能良好的ITO薄膜作為N型GaN導(dǎo)電層，以Cr/Pt/Au三種金屬依次蒸發(fā)的方 式形成兩電極。兩電極的位置分別位于ITO上方并且部分與P層和N層接觸。圖1是現(xiàn)有 芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)自下而上依次為襯底1、N型氮化鎵層2、有源層3、P型氮鎵層4、 ITO層5，以及N電極6和P電極7。圖2示出了 Cr/Pt/Au三種金屬依次蒸發(fā)的方式。在實(shí)際的生產(chǎn)和研發(fā)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)因檢測手段不力出現(xiàn)品質(zhì)異?；蛘咭?qū)?驗(yàn)需求而必須將電極去掉的情況。比如在蒸鍍金屬后發(fā)現(xiàn)金屬上面有污染，電極被劃傷、N 區(qū)有污染、ICP深度不夠等等，此時(shí)為保證產(chǎn)品質(zhì)量，往往需要對芯片進(jìn)行返工處理。目前，傳統(tǒng)的去除工藝為去除電極及ΙΤ0—蒸鍍ΙΤ0 —TCL光刻一ITO蝕刻并去 除光刻膠一ITO合金一PAD光刻一蒸鍍電極并剝離。從上述流程可以看出，在傳統(tǒng)工藝中 多采用強(qiáng)酸液腐蝕掉金屬以及ITO層，再重新蒸鍍ITO以及退火、蒸鍍金屬的方式完成返工 工序。這種方式存在兩個(gè)缺點(diǎn)一是返工工序過多，耗工時(shí)，耗物料；二是芯片中的ITO導(dǎo)電 薄膜與P型GaN已經(jīng)做過退火處理，GaN表面與ITO已經(jīng)有了很好的融合，如果在去除電極 過程中經(jīng)過強(qiáng)酸浸泡洗去原有的ITO層，很有可能導(dǎo)致此時(shí)的P型GaN表面被破壞，無法與 第二次蒸鍍的ITO薄膜很好的融合，最終導(dǎo)致產(chǎn)品的正向電壓偏高，尤其對于粗化外延片 而言這一點(diǎn)更為突出。另一種去除電極的方法是用碘和碘化鉀的混合溶液溶解電極中的金層。中國專利 申請第200810136632. 5號公開了一種去除鎵鋁砷材料表面金層的方法，該方法利用含有 碘的碘化鉀或碘化銨溶液與體積比為20% -35%濃硝酸混合后形成的混合液作為去除劑， 作用于鎵鋁砷材料表面的金層。但是這種方法不能去除電極中剩余的Cr、Pt，并且其生產(chǎn) 實(shí)用性不是很好。由此可見，亟待開發(fā)一種工藝簡單、高效、選擇性高、對芯片其他部件無影響的電 極去除方法，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
本發(fā)明提供了一種快速有效地去除LED芯片電極的方法，該方法具備很高的選擇 性，在去除電極的過程中保留原始的ITO層，對于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)需求或者外觀不良需要重新或者多次鍍電極的情況，保障了產(chǎn)品的品質(zhì)。
本發(fā)明提供的去除電極的方法包括如下步驟去除覆蓋在LED芯片電極邊緣的保 護(hù)層；去除保護(hù)層后，在鉻蝕刻液中浸泡芯片；將浸泡好的芯片取出，清洗并吹干；將藍(lán)膜 或白膜貼在吹干后的芯片表面，貼牢固后，緩慢撕開藍(lán)膜或白膜。進(jìn)一步地，撕開藍(lán)膜或白 膜后，可對芯片進(jìn)行清洗。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，采用的鉻蝕刻液由硝酸鈰銨與稀硝酸混合制成。所述鉻 蝕刻液中硝酸鈰銨的質(zhì)量百分比濃度為10-30%，并添加10% -40%的稀硝酸使得鉻蝕刻 液呈弱酸性，其余為水。本發(fā)明所指稀硝酸是按照中國藥典05版中明確規(guī)定質(zhì)量百分比濃 度為9. 5-10. 5%的硝酸水溶液。優(yōu)選地，硝酸鈰銨的質(zhì)量百分比濃度在13% -15%的范圍。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，去除所述LED芯片電極邊緣的保護(hù)層的方法可以是濕式 化學(xué)蝕刻去層次法或RIE離子干蝕刻去層次法。較佳地，為保護(hù)晶片在操作過程中不被靜電所損傷，根據(jù)本發(fā)明提供的方法，在揭 撕藍(lán)膜或白膜過程中，應(yīng)在離子風(fēng)的保護(hù)下進(jìn)行。較佳地，可以在鉻蝕刻液浸泡過程中同時(shí)進(jìn)行超聲振蕩和/或充分?jǐn)嚢栉g刻液， 以增強(qiáng)腐蝕效果。采用本發(fā)明提供的去除電極的方法，首先對P電極結(jié)構(gòu)中直接與GaN表面接觸的 鉻層進(jìn)行腐蝕，然后采用黏貼膠帶，如藍(lán)膜或白膜粘貼后，依靠撕開黏貼膠帶所帶來的物理 外力將電極去除。這種方法簡單易行，而且對芯片上的其他部件沒有影響，非常適于工業(yè)上 生產(chǎn)應(yīng)用。


本發(fā)明的前述和其它方面在考慮以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述后將會顯而易見，附圖 中相同的標(biāo)號在整個(gè)說明書中是指相同部件，且其中圖1示出了藍(lán)寶石襯底LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了 Cr/Pt/Au三種金屬依次蒸發(fā)的方式；圖3示出了本發(fā)明提供的一種電極去除方法的流程圖；圖4示出了經(jīng)過浸泡后的電極結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了利用藍(lán)膜或白膜進(jìn)行揭撕的一種具體實(shí)施方式
；
具體實(shí)施例方式下面將對本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對所要求的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說 明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員通常理解的相同含義。本發(fā)明提供的方法選擇位于電極最底層的、與GaN表面直接接觸的金屬Cr作為切 入點(diǎn)，采用合適的、不損傷ITO的鉻蝕刻液作為蝕刻材料，再結(jié)合藍(lán)膜或白膜揭撕的方法， 輔助超聲振蕩以及攪拌輔助進(jìn)行反應(yīng)等手段，最終達(dá)到完整去除電極并保留最重要的ITO 部分的目的。操作者可以根據(jù)實(shí)際需要，經(jīng)過工藝處理后可選擇性地去除N和P兩個(gè)電極 中的任意一個(gè)。本發(fā)明提供的電極去除方法包括以下步驟
步驟一去除覆蓋在電極邊緣的保護(hù)層，確保電極完全與外界接觸。這一步驟中采 用的去除方法可根據(jù)保護(hù)層的具體情況，利用本領(lǐng)域常用的去除方法即可實(shí)現(xiàn)。例如，濕式 化學(xué)蝕刻去層次法、RIE離子干蝕刻去層次法等。步驟二 準(zhǔn)備鉻蝕刻液，常溫下將芯片浸泡在其中。優(yōu)選地，為增加蝕刻效果，可選 擇加熱的方式，但是加熱的溫度應(yīng)以不損傷ITO層為宜。為獲得預(yù)期的效果，蝕刻液應(yīng)選擇針對ITO物質(zhì)的性能沒有影響，但是可以有效 腐蝕鉻金屬的化學(xué)溶液。采用的鉻蝕刻液應(yīng)該具備弱酸性(PH值在3-5的范圍)，使得被氧 化的金屬鉻可以被酸所溶解去除。本發(fā)明提供的鉻蝕刻液中的硝酸鈰銨的質(zhì)量百分比濃度 為10-30%，通過添加10% -40%的稀硝酸使得鉻蝕刻液成弱酸性，其余為水。本發(fā)明所指 稀硝酸是按照中國藥典05版中明確規(guī)定質(zhì)量百分比為9. 5-10. 5%的硝酸水溶液?？蓪⑾?酸鈰銨固體顆粒直接按照上述質(zhì)量百分比添加到稀硝酸中，控制PH值獲得本發(fā)明所采用 的鉻蝕刻液；也可先將硝酸鈰銨與稀硝酸配置成一定濃度的硝酸鈰銨溶液，然后再取出一 定體積的上述溶液與稀硝酸混合而制成本發(fā)明采用的鉻蝕刻液。本發(fā)明提供的一種具體實(shí) 施方式中，鉻蝕刻液中硝酸鈰銨的質(zhì)量百分比濃度為13% -15%。更為廣泛的，本方法突出 體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是不損傷ITO層，在此前提下，其他濃度和配比關(guān)系的蝕刻液只要遵循了本發(fā) 明的宗旨也應(yīng)該包含在權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，本發(fā)明提供的去除方法還可以進(jìn)一步采用超聲振蕩的方式并不斷加以攪 拌，以增強(qiáng)蝕刻效果?？稍诔爻合聦⒕糜谖g刻液中，浸泡的時(shí)間可根據(jù)芯片的具體 情況而調(diào)整。在本發(fā)明提供的一個(gè)具體實(shí)施例中，浸泡的時(shí)間控制在30分鐘左右；在浸泡 過程中輔助超聲波震蕩，以使化學(xué)溶液與電極底層的鉻金屬有良好的接觸并且發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)。由于化學(xué)溶液與鉻金屬層的接觸面積較小，僅有側(cè)壁可以與之相接觸，因此從顯微鏡中 觀看表面并無變化，但是此時(shí)側(cè)邊已經(jīng)向內(nèi)側(cè)腐蝕，電極與GaN之間的粘附性由于接觸面 積的變小而明顯降低。圖4示出了經(jīng)過浸泡后的電極結(jié)構(gòu)示意圖。步驟三將芯片取出，清洗并吹干。采用的清洗液可以是去離子水，其電阻率大于 18兆歐。清洗后可從顯微鏡中觀察芯片的外觀，發(fā)現(xiàn)與浸泡前無明顯差異。步驟四將藍(lán)膜或白膜貼在芯片表面，或者僅粘貼在需要去除部分的表面上。為保 護(hù)芯片在揭撕操作過程中不被靜電所損傷，優(yōu)選地，在離子風(fēng)保護(hù)下將藍(lán)膜或白膜撕開。離 子風(fēng)可以采用離子電扇、離子槍等常用方式提供。這里所采用的藍(lán)膜或白膜應(yīng)是廣泛用于晶片翻轉(zhuǎn)、裂片、Lift-off工藝以及包裝 等用途的藍(lán)膜或白膜，其具備很好的延展性，不沾膠，不污染芯片本身的特點(diǎn)。另外，為保 證揭撕效果，應(yīng)確保藍(lán)膜或白膜在貼的過程中去除部位的所有面積都被覆蓋并且不留有氣 泡，在揭撕過程中要用力均勻。對藍(lán)膜或白膜施以向上的作用力，則可輕易的將經(jīng)過腐蝕 的、附著不好的電極帶走。圖5示出了利用藍(lán)膜或白膜進(jìn)行揭撕的一種具體實(shí)施方式
。從圖5可以看出，藍(lán) 膜或白膜牢固地粘貼在表面上后，由于進(jìn)行揭撕動(dòng)作，藍(lán)膜或白膜受到了向上的作用力，與 其相粘結(jié)的P電極在力的傳導(dǎo)作用下，也同樣受到向上的作用力。由于P電極的Cr層已經(jīng) 在腐蝕過程中受到了酸的侵蝕，所以在這種作用力下很容易就從ITO層剝離下來。步驟五清洗，與步驟三相同，可采用電阻率大于18兆歐的去離子水作為清洗液。
比較例按照傳統(tǒng)返工工序，即，去除電極及ITO —蒸鍍ITO — TCL光刻一ITO蝕刻并去除 光刻膠一ITO合金一PAD光刻一蒸鍍電極并剝離，對100片芯片進(jìn)行處理。處理后，分別統(tǒng) 計(jì)100片傳統(tǒng)方式返工芯片的正向電壓值。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，上述100片芯片的正向電壓值 比正常值高出0. 1到0. 4V。實(shí)施例按照本發(fā)明提供的電極去除方法，對100個(gè)芯片進(jìn)行返工工序，測試芯片的正向 電壓值。返工過程中，采用的鉻蝕刻液的質(zhì)量百分比為15%，pH呈弱酸性。在浸泡芯片同 時(shí)進(jìn)行超聲振蕩，并采用藍(lán)膜進(jìn)行揭撕。經(jīng)過上述去除電極工序后，進(jìn)行PAD光刻、蒸鍍電 極以及剝離完成整個(gè)返工工序，測試得到這100個(gè)芯片的正向電壓值在正常范圍內(nèi)，與正
常值沒有偏差。從上述步驟可以看出，本發(fā)明提供的LED芯片電極去除方法具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極 效果一、節(jié)省工時(shí)及物料傳統(tǒng)去除方法為去除電極及ITO —蒸鍍ITO — TCL光刻一ITO蝕刻并去除光刻 膠一ITO合金一PAD光刻一蒸鍍電極并剝離，而本方法提供的方法只需要去除電極，即去除 電極一PAD光刻一蒸鍍電極并剝離。不涉及重做ITO透明導(dǎo)電層的步驟，大大節(jié)約了處理 時(shí)間以及物料成本。二、對產(chǎn)品電性的保證本方法由于沒有破壞到ITO層面，P型GaN亦沒有被強(qiáng)酸破壞，所以其最終產(chǎn)品的 電性將好于傳統(tǒng)方法。從以上比較例和實(shí)施例測試的結(jié)果來看，傳統(tǒng)的返工方法最終產(chǎn)品 的正向電壓值均比正常值高出0. 1到0. 4V，而且此現(xiàn)象在粗化外延片產(chǎn)品上表現(xiàn)得尤為明 顯，而按照本發(fā)明提供的去除電極方式在返工前后未對正向電壓造成影響。三、可選擇性地去除電極這種選擇性去除電極的方法，可廣泛地運(yùn)用于日后的研發(fā)和生產(chǎn)過程中?？膳浜?光刻工藝對兩電極實(shí)施選擇性去除。還可以應(yīng)用到ICP刻蝕過程中，通過無損害的多次去 除電極，配合光刻工藝對P層加以保護(hù)而對N層進(jìn)行多次的刻蝕，每次刻蝕后均蒸鍍電極加 以測量，以此獲得同一芯片中不同刻蝕深度下的電性參數(shù)。由于ITO層并未受影響，因此電 性參數(shù)的差異僅僅來自ICP深度的影響。另外，電極的位置、大小、形狀等等因素直接影響著LED的光電性能。利用該方法 提供的電極去除技術(shù)，可在相同晶片上獲得不同設(shè)計(jì)的電極，以此來比較電極設(shè)計(jì)方面所 帶來的電性差異，以獲得電極設(shè)計(jì)方面的最佳方案。以上說明僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種去除LED芯片電極的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟去除覆蓋在所述芯片電極邊緣的保護(hù)層；去除所述保護(hù)層后，在鉻蝕刻液中浸泡所述芯片；將所述芯片取出，清洗并吹干；將藍(lán)膜或白膜貼在吹干后的芯片表面上；揭撕所述藍(lán)膜或白膜；其中，所述鉻蝕刻液是硝酸鈰銨、稀硝酸和水的混合溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉻蝕刻液中硝酸鈰銨的質(zhì)量百分比 濃度為10-30%，稀硝酸的質(zhì)量百分比濃度為10% -40%，其余為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鉻蝕刻液中硝酸鈰銨的質(zhì)量百分比 以濃度為13-15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述揭撕藍(lán)膜或白膜的步驟是在離子風(fēng) 的保護(hù)下進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述揭撕藍(lán)膜或白膜步驟后進(jìn)一步包 括清洗步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述去除保護(hù)層的方法為濕 式化學(xué)蝕刻去層次法或RIE離子干蝕刻去層次法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述鉻蝕刻液中浸泡芯片同時(shí)輔助進(jìn) 行超聲振蕩和/或充分?jǐn)嚢琛?br> 全文摘要
本發(fā)明提供了一種去除LED芯片電極的方法，包括如下步驟去除覆蓋在LED芯片電極邊緣的保護(hù)層；去除保護(hù)層后，在鉻蝕刻液中浸泡芯片；將浸泡好的芯片取出，清洗并吹干；將藍(lán)膜或白膜貼在吹干后的芯片表面上后，將藍(lán)膜或白膜撕開。本發(fā)明提供的方法具備很高的選擇性，對于LED芯片結(jié)構(gòu)的其他部分沒有影響，并且保留了原始的ITO層。
文檔編號H01L33/00GK101944562SQ20101027148
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者何大慶, 林振賢, 許亞兵, 談健 申請人:湘能華磊光電股份有限公司