芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，包括：在襯底的表面打兩個(gè)通孔；在襯底的正反兩面蒸度二氧化硅膜保護(hù)膜；將襯底放入濃硫酸和濃磷酸混合液中腐蝕，清洗；去掉襯底表面的二氧化硅膜保護(hù)膜；在襯底的一面依次生長(zhǎng)N型摻雜層、多量子阱發(fā)光層、P型摻雜層和ITO層；在ITO層上一側(cè)向下刻蝕，形成臺(tái)面，該臺(tái)面的中心處有一通孔；在臺(tái)面的通孔的上面制作N型電極；在臺(tái)面另一側(cè)的ITO層上的通孔上制作P型電極；在臺(tái)面另一側(cè)的ITO層上的通孔的內(nèi)壁制作絕緣層；在襯底背面及兩個(gè)通孔內(nèi)蒸度鉻金引導(dǎo)層；在襯底背面旋轉(zhuǎn)涂覆光刻膠并做出圖形，腐蝕鉻金引導(dǎo)層。本發(fā)明可以降低了發(fā)光二極管的封裝成本，特別適合大尺寸功率型發(fā)光二極管的封裝應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明是新一代固體冷光源，具有低能耗、壽命長(zhǎng)、易控制、安全環(huán)保等特點(diǎn)，是理想的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，適用各種照明場(chǎng)所。LED封裝工藝是指將LED芯片使用某種方式粘貼到基板、管殼或支架上，然后通過(guò)金絲球焊工藝將芯片上的電極連接到基板、管殼或者支架上以實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)，最后再使用透明封裝材料加以密封或覆蓋。由于封裝步驟較多，所耗費(fèi)的材料較多，且單個(gè)芯片單獨(dú)封裝導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低，因此LED封裝正在向集成化、小型化發(fā)展。目前出現(xiàn)的芯片尺寸級(jí)封裝、尤其是晶圓級(jí)芯片尺寸封裝由于可一次批量封裝多顆芯片正在引起大家的廣泛關(guān)注。但這些封裝都是將LED外延芯片放置在其他材料所作的基板上實(shí)現(xiàn)的。封裝過(guò)程中需要轉(zhuǎn)移襯底，其封裝成本和工藝成本依然很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于提供一種芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管制作方法，其是在發(fā)光二極管芯片工藝制作中，對(duì)氮化鎵基發(fā)光二極管襯底用激光加工通孔，可以將發(fā)光二極管的P電極和N電極制作在襯底背面，可以大大降低芯片封裝尺寸，對(duì)芯片與外部連接節(jié)約空間，節(jié)約了封裝體積、封裝材料，從而降低了發(fā)光二極管的封裝成本，特別適合大尺寸功率型發(fā)光二極管的封裝應(yīng)用。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，包括一下步驟:
[0005]步驟1:在襯底的表面用激光器打兩個(gè)通孔；
[0006]步驟2:在打有通孔的襯底的正反兩面蒸度二氧化硅膜保護(hù)膜；
[0007]步驟3:將蒸度二氧化硅膜保護(hù)膜的襯底放入濃硫酸和濃磷酸混合液中腐蝕，清洗腐蝕掉通孔側(cè)壁激光燒蝕后的殘余物；
[0008]步驟4:清洗，去掉襯底表面的二氧化硅膜保護(hù)膜；
[0009]步驟5:在襯底的一面依次生長(zhǎng)N型摻雜層、多量子阱發(fā)光層、P型摻雜層和ITO層；
[0010]步驟6:在ITO層上一側(cè)向下刻蝕，刻蝕深度達(dá)到N型摻雜層內(nèi)，形成臺(tái)面，該臺(tái)面的中心處有一通孔；
[0011]步驟7:在臺(tái)面的通孔的上面制作N型電極，該N型電極覆蓋通孔；在臺(tái)面另一側(cè)的ITO層上的通孔上制作P型電極，該P(yáng)型電極覆蓋通孔；
[0012]步驟8:在臺(tái)面另一側(cè)的ITO層上的通孔的內(nèi)壁制作絕緣層；
[0013]步驟9:在襯底背面及兩個(gè)通孔內(nèi)蒸度鉻金引導(dǎo)層，該鉻金引導(dǎo)層與N型電極和P型電極接觸；[0014]步驟10:在襯底背面旋轉(zhuǎn)涂覆光刻膠并做出圖形，腐蝕鉻金引導(dǎo)層，使P型電極和N型電極隔離，完成制備。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中:
[0016]圖1是本發(fā)明的制作流程圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]請(qǐng)參閱圖1及圖2，本發(fā)明提供一種芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，包括以下步驟:
[0019]步驟1:在襯底21的表面用激光器打兩個(gè)通孔211 ;其中襯底21的材料為藍(lán)寶石、S1、SiC、GaAs或玻璃。通孔的制作方法還有濕法腐蝕、干法刻蝕或者機(jī)械鉆孔。其中襯底21上通孔211的直徑為20-200 μ m。
[0020]步驟2:在打有通孔211的襯底21的正反兩面蒸度二氧化硅膜保護(hù)膜或者氮化硅、聚酰亞胺保護(hù)膜。
[0021]步驟3:將蒸度二氧化硅膜保護(hù)膜的襯底21放入濃硫酸和濃磷酸混合液中腐蝕，清洗腐蝕掉通孔211側(cè)壁激光燒蝕后的殘余物；或者用王水、氫氟酸、氫氧化鈉溶液清洗側(cè)壁殘留物。其中濃硫酸和濃磷酸混合液的濃硫酸:濃磷酸=3:1，溫度為200— 330°C，腐蝕時(shí)間為2-10小時(shí)。
[0022]步驟4:清洗，去掉襯底21表面的二氧化硅膜保護(hù)膜；
[0023]步驟5:在襯底21的一面依次生長(zhǎng)N型摻雜層22、多量子阱發(fā)光層23、P型摻雜層24和ITO層25 ;其中N型摻雜層22的材料為N — GaN，厚度為l_5um。多量子阱發(fā)光層23的材料為InGaN，厚度為50— 500nm。P型摻雜層24的材料為的材料為P — GaN，厚度為200—500nmo
[0024]步驟6:在ITO層25上一側(cè)向下刻蝕，刻蝕深度達(dá)到N型摻雜層22內(nèi)，形成臺(tái)面210，該臺(tái)面210的中心處有一通孔211 ；
[0025]步驟7:在臺(tái)面210的通孔211的上面制作N型電極28，該N型電極28覆蓋通孔211 ;在臺(tái)面210另一側(cè)的ITO層25上的通孔211上制作P型電極27，該P(yáng)型電極27覆蓋通孔211 ;其中ITO層25的材料為95%的InO2, 5% SnO2，厚度為10 — lOOOnm。
[0026]步驟8:在臺(tái)面210另一側(cè)的ITO層25上的通孔211的內(nèi)壁制作絕緣層30 ;絕緣
層可以是二氧化硅膜、氮化硅、或者聚酰亞胺。
[0027]步驟9:在襯底21背面及兩個(gè)通孔211內(nèi)蒸度鉻金弓I導(dǎo)層34，該鉻金弓I導(dǎo)層34與N型電極28和P型電極27接觸；
[0028]步驟10:在襯底21背面旋轉(zhuǎn)涂覆光刻膠并做出圖形，腐蝕鉻金引導(dǎo)層34，使P型電極27和N型電極28隔離，完成制備。
[0029]雖然已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)例描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員按照上面的描述顯然可以進(jìn)行許多替換、修改和變化。據(jù)此，本發(fā)明意在包含所有其他這種落入所附權(quán)利要求的精神范圍內(nèi)的替換、修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，包括一下步驟: 步驟1:在襯底的表面用激光器打兩個(gè)通孔； 步驟2:在打有通孔的襯底的正反兩面蒸度二氧化硅膜保護(hù)膜； 步驟3:將蒸度二氧化硅膜保護(hù)膜的襯底放入濃硫酸和濃磷酸混合液中腐蝕，清洗腐蝕掉通孔側(cè)壁激光燒蝕后的殘余物； 步驟4:清洗，去掉襯底表面的二氧化硅膜保護(hù)膜； 步驟5:在襯底的一面依次生長(zhǎng)N型摻雜層、多量子阱發(fā)光層、P型摻雜層和ITO層； 步驟6:在ITO層上一側(cè)向下刻蝕，刻蝕深度達(dá)到N型摻雜層內(nèi)，形成臺(tái)面，該臺(tái)面的中心處有一通孔； 步驟7:在臺(tái)面的通孔的上面制作N型電極，該N型電極覆蓋通孔；在臺(tái)面另一側(cè)的ITO層上的通孔上制作P型電極，該P(yáng)型電極覆蓋通孔； 步驟8:在臺(tái)面另一側(cè)的ITO層上的通孔的內(nèi)壁制作絕緣層； 步驟9:在襯底背面及兩個(gè)通孔內(nèi)蒸度鉻金弓I導(dǎo)層，該鉻金弓I導(dǎo)層與N型電極和P型電極接觸； 步驟10:在襯底背面旋轉(zhuǎn)涂覆光刻膠并做出圖形，腐蝕鉻金引導(dǎo)層，使P型電極和N型電極隔離，完成制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中襯底的材料為藍(lán)寶石、S1、SiC、GaAs或玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中N型摻雜層的材料為N — GaN，厚度為l_5um。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中多量子阱發(fā)光層的材料為InGaN，厚度為50— 500nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中P型摻雜層的材料為的材料為P-GaN，厚度為200-500nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中ITO層的材料為 95% 的 InO2, 5% SnO2，厚度為 IO-1OOOnm0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中絕緣層的材料為二氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中襯底上通孔的直徑為 20—200 u rrio
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片尺寸級(jí)晶圓發(fā)光二極管的制作方法，其中濃硫酸和濃磷酸混合液的濃硫酸:濃磷酸=3:1，溫度為200— 330°C，腐蝕時(shí)間為2 —10小時(shí)。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK103579423SQ201310585931
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】謝海忠, 張連, 宋昌斌, 姚然, 薛斌, 楊華, 李璟, 伊?xí)匝? 王軍喜, 李晉閩 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所