一種led芯片制造的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種LED芯片制造的方法，包括以下步驟：1）在襯底上形成外延層，在外延層上制作第一掩膜層，在第一掩膜層的保護下進行圖形刻蝕，2）在刻蝕后清洗干凈的外延結構上制作第二掩膜層，并在第二掩膜層上涂保護液；從外延層一側劃片，3）使用去光阻液等化學藥液將保護液去除；使用PlasmaO2清洗機將外延結構進行清洗，進行酸溶液超聲，浸泡高溫硫酸與雙氧水混合液；浸泡硫酸、磷酸混合液，4）去除第二掩膜層，在P層上生長透明導電層，在P層透明導電層上形成P電極，在N層上形成N電極。本發(fā)明用Plasma清洗、超聲、浸泡酸混合液清洗技術，有效的解決了小尺寸管芯背劃技術難點、中大功率背鍍劃片技術難點，提高LED芯片的制備品位和發(fā)光亮度。
【專利說明】一種LED芯片制造的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及光電及半導體【技術領域】，具體為一種LED芯片制造的方法，特別涉及
一種清洗方法。
【背景技術】
[0002]LED即發(fā)光二極管是一種將電能轉化為可見光的固態(tài)的半導體器件，是目前最有前景的新一代光源，早在1962年就已問世，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已有相對成熟的生產制造技術，其具有效率高、壽命長、不易破損、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點被廣泛應用于各種領域。
[0003]目前LED朝更小、更亮的趨勢發(fā)展，為達此目的，LED芯片制備過程中通常采用激光背劃技術、激光內劃技術、激光正劃片技術，其技術如下:1)在襯底上生長外延層，然后對外延層進行刻蝕，接著制備電極，最后通過減薄、背劃/內劃、裂片、測試、分選等工序生產出合格的LED芯片；2)在襯底上生長外延層，然后對外延層進行刻蝕，激光正面劃片，用高溫腐蝕去除劃片產生的碎屑及黑色吸光物質，制備電極，最后通過減薄、裂片、測試、分選等工序生產出合格的LED芯片。在實施過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題:1)采用背劃技術:a、對于小功率小尺寸芯片，為了有效增加管芯數(shù)，會適當?shù)臏p少芯片間距，這就造成了管芯尺寸小、芯片間距小，給背劃技術帶來極大挑戰(zhàn)；b、對于中大功率芯片，通常采用背鍍技術(背鍍0DR、背鍍鋁)，由于存在反射層，激光無法穿透。2)采用正劃技術:正劃后在劃槽內存在大量的碎屑及黑色吸光物質，通常采用硫酸、磷酸混合液做高溫腐蝕，溫度常在250°C至300°C，不但對高溫腐蝕設備要求較高，還存在安全隱患，另高溫腐蝕對外延、高溫腐蝕掩膜層要求較高，如外延及掩膜層質量差，造成芯片參數(shù)異常(VF1高、IR、Vz等)，同時影響芯片參數(shù)一致性。3)采用內劃技術:內劃設備成本高，工藝窗口窄，易造成IR異常等不良。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種LED芯片制造的方法，以解決上述【背景技術】中的問題。
[0005]本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn):一種LED芯片制造的方法，包括以下步驟:
1)在襯底上形成外延層，在外延層上制作第一掩膜層，在第一掩膜層的保護下進行圖形刻蝕，在外延層上形成LED芯片PN結構，刻蝕完成后將第一掩膜層去除干凈，刻蝕深度由外延層決定，芯片間距為10μηι-40μηι;
2)在刻蝕后清洗干凈的外延結構上制作第二掩膜層，并在第二掩膜層上涂保護液；采用激光劃片技術，從外延層一側劃片，形成“V”字形劃片槽，所述劃片槽在刻蝕圖形內，且劃片槽寬度小于兩LED芯片間距；劃片槽寬度為3 μ m-20 μ m,深度為10 μ m_50 μ m ;
3)使用去光阻液等化學藥液將保護液去除；使用PlasmaO2清洗機將帶有第二層掩膜的外延結構進行清洗，Plasma清洗時間為5min_30min ;進行酸溶液超聲，超聲時間為30min-90min ;浸泡高溫硫酸與雙氧水混合液；浸泡時間為30min-90min;浸泡硫酸、磷酸混合液，混合液浸泡時間為30min-90min ；
4)去除第二掩膜層，在外延層沉積并制作透明導電層，在所述的P層透明導電層上形成P電極，在所述N層上形成N電極；
5)進行研磨、背鍍反射層、裂片、測試、分選。
[0006]所述第一掩膜層為光刻膠、二氧化硅等。
[0007]所述第二掩膜層為二氧化硅、氮化硅等。
[0008]所述高溫硫酸與雙氧水溶液溫度為90°C ± 10°C。
[0009]與已公開技術相比，本發(fā)明存在以下優(yōu)點:本發(fā)明用Plasma清洗、超聲、浸泡酸混合液清洗技術，將激光劃片產生的碎屑、黑色吸光物質去除，有效的解決了小尺寸管芯背劃技術難點、中大功率背鍍劃片技術難點、內劃設備成本高，工藝窗口窄技術難點以及設備要求高等，還可以有效的減少激光劃片導致的碎屑及黑色吸光物質，提高LED芯片的制備品位和發(fā)光亮度，本發(fā)明對設備要求低，操作簡單，適于量產。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的制造流程示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的LED芯片結構示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明的清洗流程及效果示意圖。
[0013]圖中:1、襯底，2、N_GaN層，3、量子阱，4、P_GaN 層，5、CB_Si02 層，6、P 電極，7、鈍化SiO2層，8、ΙΤ0,9,N電極，a、襯底片，b、N層，C、量子阱，d、P層，e、第二掩膜層，f、保護液，g、正劃槽。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的技術手段、創(chuàng)作特征、工作流程、使用方法達成目的與功效易于明白了解，下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]一種LED芯片制造的方法，包括以下步驟:
1)在襯底上形成外延層，在外延層上制作第一掩膜層，在第一掩膜層的保護下進行圖形刻蝕，在外延層上形成LED芯片PN結構，刻蝕完成后將第一掩膜層去除干凈；其中第一掩膜層可用光刻膠、二氧化硅等，刻蝕深度由外延層決定，芯片間距為10μπι-40μπι ;
2)在刻蝕后清洗干凈的外延結構上制作第二掩膜層，并在第二掩膜層上涂保護液；采用激光劃片技術，從外延層一側劃片，形成“V”字形劃片槽，所述劃片槽在刻蝕圖形內，且劃片槽寬度小于兩LED芯片間距；其中第二掩膜層可使用二氧化硅、氮化硅等，劃片槽寬度為3 μ m-20 μ m,深度為 10 μ m_50 μ m ；
3)使用去光阻液等化學藥液將保護液去除；使用PlasmaO2清洗機將外延結構進行清洗，Plasma清洗時間為5min_30min ;進行酸溶液超聲,超聲時間為30min-90min ;浸泡高溫硫酸與雙氧水混合液；浸泡時間為30min-90min;浸泡硫酸、磷酸混合液,混合液浸泡時間為 30min_90min ；
4)去除第二掩膜層，在外延層沉積并制作CB-SiO2層，蒸鍍ITO并制作透明導電層，在所述的外延P層透明導電層上形成P電極，在所述外延N層上形成N電極；
5)進行研磨、背鍍反射層、裂片、測試、分選。
[0016]實施例1
一種LED芯片制造的方法，包括以下步驟:1)在襯底上形成外延層結構，所述外延層包括第一外延層即N層，第二外延層即量子阱，第三外延層即P層；
2)在外延層上制作第一掩膜層，在第一掩膜層的保護下進行圖形刻蝕，在外延層上形成LED芯片PN結構,刻蝕完成后將第一掩膜層去除干凈；其中第一掩膜層可用光刻膠、二氧化硅等，刻蝕深度由外延層決定，芯片間距為20 μ m ;
3)在刻蝕后清洗干凈的外延結構上制作第二掩膜層，并在第二掩膜層上涂保護液；采用激光劃片技術，從外延層一側劃片，形成“V”字形劃片槽，所述劃片槽在刻蝕圖形內，且劃片槽寬度小于兩LED芯片間距；其中第二掩膜層可用二氧化硅、氮化硅等，劃片槽寬度為10 μ m,深度為 25 μ m ;
4)去除保護液，使用PlasmaO2清洗上述外延結構片，然后進行酸溶液超聲，然后浸泡硫酸、磷酸混合液，浸泡完成后去除第二掩膜層。其中Plasma清洗時間為lOmin，超聲酸溶液為ITO蝕刻液(鹽酸+三氯化鐵)，超聲時間為40min，混合液浸泡時間為60min ；
其中超聲清洗機超聲功率為532W，超聲頻率為45KHz。
[0017]5)在P層上生長透明導電層，在所述的P層透明導電層上形成P電極，在所述N層上形成N電極；
6)進行研磨、裂片、測試、分選等工序。
[0018]實施例2
一種LED芯片制造的方法，包括以下步驟:1)在襯底上形成外延層結構，所述外延層包括第一外延層即N層，第二外延層及量子阱，第三外延層即P層；
2)在外延層上制作第一掩膜層，在第一掩膜層的保護下進行圖形刻蝕，在外延層上形成LED芯片PN結構,刻蝕完成后將第一掩膜層去除干凈；其中第一掩膜層可用光刻膠、二氧化硅等，刻蝕深度由外延層決定，芯片間距為24 μ m ;
3)在刻蝕后清洗干凈的外延結構上制作第二掩膜層，并在第二掩膜層上涂保護液；采用激光劃片技術，從外延層一側劃片，形成“V”字形劃片槽，所述劃片槽在刻蝕圖形內，且劃片槽寬度小于兩LED芯片間距；其中第二掩膜層可用二氧化硅、氮化硅等，劃片槽寬度為8 μ 111,---- 28 μ m ；
4)去除保護液，使用Plasma清洗上述外延結構片，然后進行酸溶液超聲，然后浸泡硫酸、磷酸混合液，浸泡完成后去除第二掩膜層。其中Plasma清洗時間為20 min，超聲酸溶液為ITO蝕刻液(鹽酸+三氯化鐵)，超聲時間為50min，混合液浸泡時間為60min ；
其中超聲功率為500W，超聲頻率為45KHz\80KHz\100KHz三頻段。
[0019]5)在P層上生長透明導電層，在所述的P層透明導電層上形成P電極，在所述N層上形成N電極；
6)進行研磨、裂片、測試、分選等工序。[0020]實施例3
一種LED芯片制造的方法，包括以下步驟:1)在襯底上形成外延層結構，所述外延層包括第一外延層即N層，第二外延層及量子阱，第三外延層即P層；
2)在外延層上制作第一掩膜層，在第一掩膜層的保護下進行圖形刻蝕，在外延層上形成LED芯片PN結構,刻蝕完成后將第一掩膜層去除干凈；其中第一掩膜層可用光刻膠、二氧化硅等，刻蝕深度由外延層決定，芯片間距為24 μ m ;
3)在刻蝕后清洗干凈的外延結構上制作第二掩膜層，并在第二掩膜層上涂保護液；采用激光劃片技術，從外延層一側劃片，形成“V”字形劃片槽，所述劃片槽在刻蝕圖形內，且劃片槽寬度小于兩LED芯片間距；其中第二掩膜層可用二氧化硅、氮化硅等，劃片槽寬度為10 μ m,深度為 24μηι ;
4)去除保護液，使用Plasma清洗上述外延結構片，然后進行酸溶液超聲，然后浸泡硫酸、磷酸混合液，浸泡完成后去除第二掩膜層。其中Plasma清洗時間為25 min，超聲酸溶液為ITO蝕刻液(鹽酸+三氯化鐵)，超聲時間為55min，混合液浸泡時間為65min ；
其中超聲功率為600W，超聲頻率為45KHz\80KHz\100KHz三頻段。
[0021]5)在P層上沉積并制作CB-SiO2，蒸鍍ITO并制作透明導電層，在所述的P層透明導電層上形成P電極，在所述N層上形成N電極；
6)進行研磨、背鍍、裂片、測試、分選等工序。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明的要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種LED芯片制造的方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)在襯底上形成外延層，在外延層上制作第一掩膜層，在第一掩膜層的保護下進行圖形刻蝕，在外延層上形成LED芯片PN結構，刻蝕完成后將第一掩膜層去除干凈，刻蝕深度由外延層決定，芯片間距為10μηι-40μηι; 2)在刻蝕后清洗干凈的外延結構上制作第二掩膜層，并在第二掩膜層上涂保護液；采用激光劃片技術，從外延層一側劃片，形成“V”字形劃片槽，所述劃片槽在刻蝕圖形內，且劃片槽寬度小于兩LED芯片間距；劃片槽寬度為5 μ m-20 μ m,深度為10 μ m-100 μ m ； 3)使用去光阻液等化學藥液將保護液去除；使用PlasmaO2清洗機將外延結構進行清洗，Plasma清洗時間為5min_30min ;進行酸溶液超聲,超聲時間為30min-90min ;浸泡高溫硫酸與雙氧水混合液；浸泡時間為30min-90min ;浸泡硫酸、磷酸混合液,混合液浸泡時間為 30min_90min ； 4)去除第二掩膜層，在外延層沉積并制作CB-SiO2層，蒸鍍ITO并制作透明導電層，在所述的外延P層透明導電層上形成P電極，在所述外延N層上形成N電極。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種LED芯片制造的方法，其特征在于:所述外延層包括N層、量子阱、P層，并經(jīng)刻蝕所形成的LED芯片結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種LED芯片制造的方法，其特征在于:所述第一掩膜層為光刻膠、二氧化硅，所述第二掩膜層為二氧化硅、氮化硅。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種LED芯片制造的方法，其特征在于:所述激光劃片前，在第二掩膜上均勻涂保護液，起作用為吸收多余激光能量。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種LED芯片制造的方法，其特征在于:使用Plasma清洗、使用酸溶液超聲、浸泡低溫硫酸、磷酸混合液等工藝將正劃槽內碎屑及黑色物質去除。
【文檔編號】H01L21/02GK103730547SQ201410003103
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權日:2014年1月3日
【發(fā)明者】呂振興 申請人:合肥彩虹藍光科技有限公司