本發(fā)明涉及發(fā)光二極管芯片領(lǐng)域。
背景技術(shù):
發(fā)光二極管(英文全稱:Light Emitting Diode,英文簡寫:LED),其核心部件為發(fā)光二極管芯片(簡稱LED芯片),也就是指的PN結(jié),其主要功能是:把電能轉(zhuǎn)化為光能,PN結(jié)一端是P型半導(dǎo)體,其內(nèi)空穴占主導(dǎo)地位;另一端是N型半導(dǎo)體,其內(nèi)電子占主導(dǎo)地位。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間形成上述P-N結(jié)。
現(xiàn)今的發(fā)光二極管芯片一般根據(jù)其內(nèi)電流的走向,可以包括水平封裝結(jié)構(gòu)和垂直封裝結(jié)構(gòu);兩種結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容均是沉積在襯底上的外延疊層,其區(qū)別僅僅是引出電極的位置有差異,使得其外延疊層內(nèi)的電流呈水平或者垂直走向。
以圖1、圖2、圖3所示的一種發(fā)光二極管芯片為例,一般包括如下結(jié)構(gòu):其最底層為襯底1(藍(lán)寶石襯底);在襯底1上沉積外延疊層2;該外延疊層2從下到上依次包括N型半導(dǎo)體層21(如N型GaN層),發(fā)光層22,P型半導(dǎo)體層23(如P型GaN層)。在芯片的上表面上從上述P型半導(dǎo)體層23刻蝕至N型半導(dǎo)體層21,形成一電極槽20,該電極槽20內(nèi)露出的N型半導(dǎo)體層21上鍍有N電極b,同時(shí),在P型半導(dǎo)體層23上設(shè)有透明導(dǎo)電層3,所述透明導(dǎo)電層3上鍍有P電極a,然后在整個(gè)芯片上沉積一層SiO2鈍化層4。該N電極b和P電極a通入直流電源后其發(fā)光層22即可發(fā)光。
LED芯片的外延疊層2是中經(jīng)過多次MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣象沉積)形成不同的層疊膜層,不同膜層的物理化學(xué)性質(zhì)不一樣,因此膜層會不可避免 的出現(xiàn)一些晶體缺陷。這些缺陷在芯片的使用初期對芯片可能沒有明顯影響,但是隨著芯片使用時(shí)間變長,芯片缺陷處會發(fā)生漏電,并隨時(shí)間的增加而變大,當(dāng)漏電電流達(dá)到毫安級別時(shí),LED芯片會變暗或不能點(diǎn)亮,這些都是LED芯片的發(fā)光層22失效的結(jié)果,因?yàn)榇藭r(shí)的發(fā)光層22中電子與空穴就不能結(jié)合產(chǎn)生光子,從而造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。同時(shí),缺陷的量化通常是以缺陷密度來衡量,換句話說,LED芯片中單位面積的缺陷比率相同,所以單位面積芯片的失效幾率相同。另外,LED芯片也會在靜電擊穿作用和一些外觀品質(zhì)異常的情況下也有可能出現(xiàn)漏電,同樣會造成LED芯片失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有發(fā)光二極管芯片由于晶體缺陷、以及靜電擊穿作用或其他情況下可能出現(xiàn)漏電,造成LED芯片失效的問題,本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管芯片及其制備方法。
本發(fā)明一方面提供了一種發(fā)光二極管芯片,包括襯底、外延疊層、透明導(dǎo)電層、N電極和P電極;
所述外延疊層包括從下至上依次沉積的N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層;所述N型半導(dǎo)體層位于所述襯底上方,所述透明導(dǎo)電層位于所述P型半導(dǎo)體層上方;
所述發(fā)光二極管芯片的水平中心線上,設(shè)有從所述P型半導(dǎo)體層蝕刻至所述N型半導(dǎo)體層的電極槽;
所述N電極設(shè)置在所述電極槽內(nèi)露出的所述N型半導(dǎo)體層上;同時(shí),所述P電極鍍在所述透明導(dǎo)電層的水平中心線上;
其中,所述外延疊層的水平中心線處蝕刻有將所述外延疊層平分為兩半的中心溝槽;所述中心溝槽內(nèi)填充有絕緣填料,所述透明導(dǎo)電層不覆蓋所述中心溝槽和所述電極槽。
本發(fā)明提供的發(fā)光二極管芯片,在外延疊層上水平中心線處蝕刻所述中心 溝槽,已將該外延疊層平分為兩半,同時(shí),其N電極和P電極再同時(shí)鍍在該水平中心線上,如此,相當(dāng)于制作出了兩顆并聯(lián)的子芯片;上述兩個(gè)子芯片在工作過程中彼此不受影響,若其中一顆子芯片由于漏電等原因?qū)е率Щ蛘邤嗦饭收蠒r(shí),此時(shí)失效的子芯片可以看作是一個(gè)電阻,而另一顆子芯片不會受其影響,仍然能夠正常點(diǎn)亮。因此無論把本發(fā)明公開的發(fā)光二極管芯片以串聯(lián)或者并聯(lián)的形式形成LED器件,只要兩個(gè)子芯片不是同時(shí)出現(xiàn)問題,那么LED器件仍然可以正常使用。采用上述本發(fā)明提供的發(fā)光二極管芯片,有效提高了發(fā)光二極管芯片的使用壽命,增強(qiáng)了使用該發(fā)光二極管芯片的LED器件的可靠性。同時(shí)此發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)非常簡單,適于產(chǎn)業(yè)規(guī)模化。
優(yōu)選地,所述外延疊層上還包括設(shè)置在最下方的緩沖層,所述緩沖層沉積在所述襯底上。
優(yōu)選地,在所述發(fā)光二極管芯片除N電極和P電極外的表面上沉積有鈍化層。
優(yōu)選地,所述中心溝槽的寬度為5-10μm。
優(yōu)選地,所述絕緣填料為SiO2。
本發(fā)明第二方面提供了一種發(fā)光二極管芯片的制備方法,包括如下步驟:
S1、外延疊層制備步驟:在襯底上沉積外延疊層;包括從下至上依次沉積的N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層;
S2、中心溝槽蝕刻步驟:在所述外延疊層的水平中心線處蝕刻將所述外延疊層平分為兩半的中心溝槽;
S3、電極槽蝕刻步驟:在所述外延疊層的水平中心線上,從所述N型半導(dǎo)體層至所述P型半導(dǎo)體層蝕刻出一電極槽;
S4、絕緣填料填充步驟:在所述中心溝槽內(nèi)填充絕緣填料;
S5、透明導(dǎo)電層制備步驟:在所述P型半導(dǎo)體層上鍍透明導(dǎo)電層;所述透明導(dǎo)電層不覆蓋所述中心溝槽和所述電極槽;
S6、電極制備步驟:將所述N電極鍍在所述電極槽露出的所述N型半導(dǎo)體 層上;同時(shí),將所述P電極鍍在所述透明導(dǎo)電層的水平中心線上。
本發(fā)明提供的發(fā)光二極管芯片制造方法,由于其在制備得到外延疊層后,在其外延疊層的水平中心線上蝕刻出將外延疊層平分為兩半的中心溝槽,并在溝槽內(nèi)填充絕緣填料,同時(shí),其N電極和P電極再同時(shí)鍍在該水平中心線上,如此,該制造方法相當(dāng)于制作出了兩顆并聯(lián)的子芯片;上述兩個(gè)子芯片在工作過程中彼此不受影響,若其中一顆子芯片由于漏電等原因?qū)е率Щ蛘邤嗦饭收蠒r(shí),此時(shí)失效的子芯片可以看作是一個(gè)電阻,而另一顆子芯片不會受其影響,仍然能夠正常點(diǎn)亮。因此無論把本發(fā)明公開的發(fā)光二極管芯片以串聯(lián)或者并聯(lián)的形式形成LED器件,只要兩個(gè)子芯片不是同時(shí)出現(xiàn)問題,那么LED器件仍然可以正常使用。采用上述本發(fā)明提供制備方法非常簡單,適于產(chǎn)業(yè)規(guī)?;F渲苽涞玫降陌l(fā)光二極管芯片,有效提高了發(fā)光二極管芯片的使用壽命,增強(qiáng)了使用該發(fā)光二極管芯片的LED器件的可靠性。同時(shí)此發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)非常簡單。
優(yōu)選地,所述步驟S1中,還包括在襯底上沉積緩沖層,然后將所述N型半導(dǎo)體層沉積在所述緩沖層上的步驟。
優(yōu)選地,在所述S6步驟后,還包括如下步驟:
S7、鈍化層沉積步驟:在所述發(fā)光二極管芯片除N電極和P電極外的表面上沉積鈍化層。
優(yōu)選地,所述步驟S2具體包括如下步驟:
用光刻的方法,在外延疊層的水平中心線處暴露出需要刻蝕的中心溝槽區(qū)域,然后用電感耦合等離子刻蝕機(jī)進(jìn)行干法刻蝕出中心溝槽,刻蝕完成后,去除表面殘余光刻膠。
優(yōu)選地,所述步驟S3具體包括如下步驟:在完成上述步驟S2后,再次進(jìn)行光刻,在所述外延疊層的水平中心線上,暴露出需要刻蝕的電極槽區(qū)域,用用ICP刻蝕機(jī)進(jìn)行干法刻蝕,在該電極槽區(qū)域蝕刻電極槽,然后去除表面殘余光刻膠。
優(yōu)選地,所述步驟S4具體包括如下步驟:將步驟S3中制備的半成品放入PECVD設(shè)備中,沉積絕緣填料;沉積完成后,再次進(jìn)行光刻,遮擋住中心溝槽,用HF/NH4F緩沖溶液進(jìn)行濕法刻蝕,保留中心溝槽內(nèi)的絕緣填料。
優(yōu)選地,所述步驟S5具體包括如下步驟:采用蒸鍍或者濺射鍍膜的方法,在P型半導(dǎo)體層表面制得透明導(dǎo)電層;然后再次進(jìn)行光刻,保留需要的區(qū)域;光刻完成后進(jìn)行濕法刻蝕,濕法刻蝕完成后,去除殘余光刻膠,然后將半成品放入退火爐中進(jìn)行退火。
優(yōu)選地,所述步驟S6具體包括如下步驟:在黃光條件下,采用負(fù)性光刻膠進(jìn)行光刻,暴露出需要鍍電極的區(qū)域,接著放置在蒸鍍機(jī)中蒸鍍N電極和P電極;蒸鍍完成后用退火爐在氮?dú)夥諊聦電極和P電極進(jìn)行退火處理。
優(yōu)選地,所述步驟S7具體包括如下步驟:采用PECVD設(shè)備,在步驟S6制備得到的LED芯片表面沉積鈍化層;接著進(jìn)行黃光光刻,濕法刻蝕;去除N電極和P電極表面的鈍化層,完成后浸泡去膠液去除殘余光刻膠。
附圖說明
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的發(fā)光二極管芯片俯視示意圖;
圖2是圖1中發(fā)光二極管芯片在P電極處的截面示意圖;
圖3是圖1中發(fā)光二極管芯片在N電極處的截面示意圖;
圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的發(fā)光二極管芯片在P電極處的截面示意圖;
圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的發(fā)光二極管芯片在N電極處的截面示意圖;
圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的發(fā)光二極管芯片在P電極處的截面示意圖;
圖7是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的發(fā)光二極管芯片的制備流程圖;
圖8是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的發(fā)光二極管芯片進(jìn)一步優(yōu)選的制備流 程圖;
圖9是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的在外延疊層上蝕刻中心溝槽示意圖;
圖10是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的的在外延疊層上蝕刻電極槽示意圖;
圖11是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的在中心溝槽內(nèi)填充絕緣填料示意圖;
圖12是本發(fā)明具體實(shí)施方式中提供的在P型半導(dǎo)體層上鍍透明導(dǎo)電層示意圖。
其中,1、襯底;2、外延疊層;3、透明導(dǎo)電層;4、鈍化層;5、中心溝槽;6、絕緣填料;20、電極槽;21、N型半導(dǎo)體層;22、發(fā)光層;23、P型半導(dǎo)體層;24、緩沖層;b、N電極;a、P電極;2a、第一子疊層;2b、第二子疊層。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
本例將對本發(fā)明提供的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體解釋說明,如圖4、圖5、圖6所示,其包括襯底1、外延疊層2、透明導(dǎo)電層3、N電極b和P電極a;
所述外延疊層2包括從下至上依次沉積的N型半導(dǎo)體層21、發(fā)光層22和P型半導(dǎo)體層23;所述N型半導(dǎo)體層21位于所述襯底1上方,所述透明導(dǎo)電層3位于所述P型半導(dǎo)體層23上方;
所述發(fā)光二極管芯片的水平中心線上,設(shè)有從所述P型半導(dǎo)體層23蝕刻至所述N型半導(dǎo)體層21的電極槽20;
所謂的水平中心線如圖4所示,其位于該外延疊層2的中心位置處,從圖中左側(cè)延伸至圖中右側(cè),需要注意的是,當(dāng)然,旋轉(zhuǎn)90度去看也是可以的,此 時(shí),該水平中心線變成了圖中上下方向,其實(shí)質(zhì)是一樣的。請理解,該發(fā)光二極管的芯片的水平中心線,也即為外延疊層2的中心線。描述該水平中心線的目的,是為了描述中心溝槽5的位置,以及電極槽20和上述N電極b和P電極a的位置。
所述N電極b鍍在所述電極槽20內(nèi)露出的所述N型半導(dǎo)體層21上;同時(shí),所述P電極a鍍在所述透明導(dǎo)電層3的水平中心線上;上述已經(jīng)描述,電極槽20設(shè)置在發(fā)光二極管芯片的水平中心線上;可見,N電極b和P電極a都是設(shè)置在該中心線上的。關(guān)于該N電極b和P電極a的具體方向及尺寸設(shè)置,并無需特別限定,作為一種舉例,本例如圖4中所示,其N電極b設(shè)置在圖4中右側(cè),而P電極a設(shè)置在圖4中左側(cè)。
其中,所述外延疊層2的水平中心線處蝕刻有將所述外延疊層2平分為兩半的中心溝槽5;所述中心溝槽5內(nèi)填充有絕緣填料6,所述透明導(dǎo)電層3不覆蓋所述中心溝槽5和所述電極槽20。
本例中,關(guān)于該外延疊層2的結(jié)構(gòu)、以及關(guān)于P電極a和N電極b的結(jié)構(gòu),均可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的結(jié)構(gòu),本例中的主要改進(jìn)點(diǎn)為在原有發(fā)光二極管芯片的基礎(chǔ)上,增加了中心溝槽5,并在中心溝槽5內(nèi)填充絕緣填料6。設(shè)置該中心溝槽5,并在中心溝槽5內(nèi)填充絕緣填料6的目的,均是為了將外延疊層2分成獨(dú)立的兩部分,當(dāng)在透明導(dǎo)電層3上鍍P電極a時(shí),為了達(dá)到兩部分相互不受影響的效果,需保證該透明導(dǎo)電層3不覆蓋中心溝槽5和電極槽20。
如圖9、圖10所示,該中心溝槽5將外延疊層2平分為圖示紙面上方的第一子疊層2a和紙面下方的第二子疊層2b;上述第一子疊層2a結(jié)合透明導(dǎo)電層3、N電極b和P電極a形成一子芯片;上述第二子疊層2b結(jié)合透明導(dǎo)電層3、N電極b和P電極a形成另一子芯片;上述兩個(gè)子芯片并聯(lián)連接。
所謂的外延疊層2的水平中心線處蝕刻有將所述外延疊層2平分為兩半的中心溝槽5;即指該中心溝槽5從外延疊層2的最上層一直蝕刻至最下層,直至露出襯底1。
其中,所述外延疊層2還可選擇性地包括設(shè)置在最下方的緩沖層24,所述緩沖層24沉積在所述襯底1上。當(dāng)在形成中心溝槽5時(shí),該緩沖層24的水平中心線處也被蝕刻,露出襯底1。緩沖層24材料就是未摻雜的本征物質(zhì)。以GaN藍(lán)光LED為例,緩沖材料是沒有摻雜的GaN。
本例中,在所述發(fā)光二極管芯片除N電極b和P電極a外的表面上沉積有鈍化層4。
其中,所述N型半導(dǎo)體層21為N型GaN(氮化鎵)層、N型GaAs(砷化鎵)層中的一種,所述P型半導(dǎo)體層23為P型GaN層、或P型GaAs層中的一種。本例中,作為具體的實(shí)施方式,該所述N型半導(dǎo)體層21為N型GaN層,P型半導(dǎo)體層23為P型GaN層。
在發(fā)光二極管芯片中,襯底1常見可以選用藍(lán)寶石襯底、硅襯底或碳化硅襯底。本例中,由于發(fā)光二極管芯片采用水平電極結(jié)構(gòu),因此,選用藍(lán)寶石襯底。
本例中,發(fā)光層22為MQW(英文全稱:Multi Quantum Well,中文全稱:多量子肼)發(fā)光層22;所謂的MQW發(fā)光層22為公眾所知,發(fā)光過程即在該層中進(jìn)行。
其中,所述透明導(dǎo)電層3為ITO(英文全稱:Indium Tin Oxides,中文全稱:氧化銦錫)薄膜層、ZnO(氧化鋅)薄膜層中的一種。該透明導(dǎo)電層3為公眾所知,其所起作用為將連接P型半導(dǎo)體和P電極a,起到導(dǎo)電和電流擴(kuò)散的作用,該透明導(dǎo)電層3的結(jié)構(gòu)和用途均為公眾所知,本例中,透明導(dǎo)電層3選用ITO薄膜層。本例中,該ITO薄膜層的厚度為100-300nm。
其中,該中心溝槽5的深度與外延疊層2的厚度相同,比如約5-7μm,其中心溝槽5的寬度并不特別限定,只要其能保證起到將外延疊層2平分為兩部分,在填充絕緣填料6的基礎(chǔ)上,保證其絕緣性能即可。本例中,所述中心溝槽5的寬度為5-10μm。
所述絕緣填料6可以為任意具備絕緣性能的材料,比如,本例中為二氧化 硅(SiO2)。本例中,該二氧化硅鈍化層4的厚度80um。其絕緣填料6的高度恰好與溝槽的高度相同。
上述N電極b和P電極a根據(jù)需要設(shè)計(jì)成利于電流擴(kuò)散的形狀和分支,關(guān)鍵是N電極b和P電極a由對稱的第一子疊層2a和第二子疊層2b共同使用,因此該N電極b和P電極a也是關(guān)于上述水平中心線對稱分布。該N電極b和P電極a是LED芯片在封裝時(shí)作為焊接引出導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)。
通過上述中心溝槽5的設(shè)置,以及對N電極b和P電極a的優(yōu)化設(shè)置,最終形成了類似于兩個(gè)子芯片并聯(lián)的單個(gè)LED芯片。當(dāng)電流從P電極a(正極)流入,由于中心溝槽5的隔絕作用,電流會分別流向兩個(gè)子芯片,并且互不干擾,然后從N電極b(負(fù)極)流出。
本例提供的發(fā)光二極管芯片,在外延疊層2上水平中心線處蝕刻所述中心溝槽5,已將該外延疊層2平分為兩半,同時(shí),其N電極b和P電極a再同時(shí)鍍在該水平中心線上,如此,相當(dāng)于制作出了兩顆并聯(lián)的子芯片;上述兩個(gè)子芯片在工作過程中彼此不受影響,若其中一顆子芯片由于漏電等原因?qū)е率Щ蛘邤嗦饭收蠒r(shí),此時(shí)失效的子芯片可以看作是一個(gè)電阻,而另一顆子芯片不會受其影響,仍然能夠正常點(diǎn)亮。因此無論把本發(fā)明公開的發(fā)光二極管芯片以串聯(lián)或者并聯(lián)的形式形成LED器件,只要兩個(gè)子芯片不是同時(shí)出現(xiàn)問題,那么LED器件仍然可以正常使用。采用上述本發(fā)明提供的發(fā)光二極管芯片,有效提高了發(fā)光二極管芯片的使用壽命,增強(qiáng)了使用該發(fā)光二極管芯片的LED器件的可靠性。同時(shí)此發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)非常簡單,適于產(chǎn)業(yè)規(guī)?;?。
實(shí)施例2
本例將對本發(fā)明公開的一種發(fā)光二極管芯片的制備方法進(jìn)行具體解釋說明,如圖7所示,包括如下步驟:
S1、外延疊層2制備步驟:在襯底1上沉積外延疊層2;包括從下至上依次沉積的N型半導(dǎo)體層21、發(fā)光層22和P型半導(dǎo)體層23;
S2、中心溝槽5蝕刻步驟:如圖9所示,在所述外延疊層2的水平中心線處蝕刻(或稱刻蝕)將所述外延疊層2平分為兩半的中心溝槽5;
S3、電極槽20蝕刻步驟:如圖10所示,在所述外延疊層2的水平中心線上,從所述P型半導(dǎo)體層23至所述N型半導(dǎo)體層21蝕刻出一電極槽20;
S4、絕緣填料6填充步驟:如圖11所示,在所述中心溝槽5內(nèi)填充絕緣填料6;
S5、透明導(dǎo)電層3制備步驟:如圖12所示,在所述P型半導(dǎo)體層23上鍍透明導(dǎo)電層3;所述透明導(dǎo)電層3不覆蓋所述中心溝槽5和所述電極槽20;
S6、電極制備步驟:將所述N電極b鍍在所述電極槽20內(nèi)露出的所述N型半導(dǎo)體層21上;同時(shí),將所述P電極a鍍在所述透明導(dǎo)電層3的水平中心線上;
本例中,優(yōu)選如圖8所示,在所述S6步驟后,還包括如下步驟:
S7、鈍化層4沉積步驟:在所述發(fā)光二極管芯片除N電極b和P電極a外的表面上沉積鈍化層4。其制備得到的LED芯片如圖4、圖5、圖6所示。
其中,作為可選擇的方式,所述步驟S1中,還包括在襯底1上沉積緩沖層24,然后將所述N型半導(dǎo)體層21沉積在所述緩沖層24上的步驟。
所述步驟S1具體描述如下:在MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣象沉積)設(shè)備中,以藍(lán)寶石為襯底1,沉積外延疊層2,即依次在襯底1上從下到上依次沉積緩沖層24,N型半導(dǎo)體層21,MQW發(fā)光層22,P型半導(dǎo)體層23。
所述步驟S2具體包括如下步驟:用光刻的方法,在外延疊層2的水平中心線處暴露出需要刻蝕的中心溝槽5區(qū)域,用ICP(電感耦合等離子刻蝕)刻蝕機(jī)進(jìn)行干法刻蝕,蝕刻時(shí)間1小時(shí),形成深度約5-7um,寬度5-10um的中心溝槽5,此時(shí)中心溝槽5內(nèi)沒有外延疊層2被蝕刻掉,中心溝槽5底部表面就是藍(lán)寶石材質(zhì)的襯底1表面。其刻蝕氣體是氯氣和三氯化硼,刻蝕完成后,去除表面殘余光刻膠。
其中,步驟S3具體包括如下步驟:在完成了上述中心溝槽5刻蝕后,再次 進(jìn)行光刻,在所述外延疊層2的水平中心線上,暴露出需要刻蝕出的電極槽區(qū)域,用電感耦合等離子刻蝕機(jī)進(jìn)行干法刻蝕,在該電極槽區(qū)域蝕刻電極槽20,刻蝕時(shí)間15分鐘,刻蝕深度1.2-1.5um,去除表面殘余光刻膠。
其中,所述步驟S4具體包括如下步驟:將步驟S3中制備的半成品放入PECVD設(shè)備(等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備)中,沉積用作絕緣填料6的SiO2;具體使用氣體N2O和SiH4,其PECVD設(shè)備腔體溫度350攝氏度,時(shí)間15-18分鐘,達(dá)到恰好能夠填充滿中心溝槽5的效果,填充的深度約5-7um。沉積完成后,再次進(jìn)行黃光光刻,遮擋住中心溝槽5,用一定濃度的HF/NH4F緩沖溶液進(jìn)行濕法刻蝕,最后僅僅保留中心溝槽5內(nèi)的絕緣填料6(即SiO2)。中心溝槽5起到隔斷第一子疊層2a和第二子疊層2b的作用。
所述步驟S5具體包括如下步驟:采用蒸鍍或者濺射鍍膜的方法,在P型半導(dǎo)體層23表面制得透明導(dǎo)電層3(本例中為ITO薄膜層),其厚度約100-300nm。然后再次進(jìn)行黃光光刻,保留需要的區(qū)域,使ITO薄膜層只覆蓋在P型半導(dǎo)體層23表面,而在電極槽20周圍留3-5um的距離沒有ITO,并且在中心溝槽5的正上方區(qū)域也沒有ITO。光刻完成后利用ITO刻蝕液對ITO薄膜層進(jìn)行濕法刻蝕,時(shí)間10-20分鐘。濕法刻蝕完成后,去除殘余光刻膠,然后將半成品放入退火爐中進(jìn)行退火,退火溫度450-540℃,時(shí)間30分鐘。
所述步驟S6具體包括如下步驟:在黃光條件下,采用負(fù)性光刻膠進(jìn)行光刻,暴露出需要鍍電極的區(qū)域,接著放置在蒸鍍機(jī)中制作N電極b和P電極a。N電極b和P電極a的材料選用可選用Cr/Ti/Au、Ti/Al/Ti/Au等合金制成,鍍后的N電極b和P電極a厚度約1.5-2um。蒸鍍完成后用退火爐在氮?dú)夥諊聦電極b和P電極a進(jìn)行退火處理,退火時(shí)間16分鐘,溫度300-350℃。
所述步驟S7具體包括如下步驟:采用PECVD(等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)設(shè)備,PECVD設(shè)備腔體溫度300℃,步驟S6制備得到的LED芯片表面沉積一層鈍化層4,其膜層厚度80um;接著進(jìn)行黃光光刻,濕法刻蝕,去除N電極b和P電極a表面的鈍化層4;去除殘余光刻膠。至此,芯片制作完成。
本例提供的發(fā)光二極管芯片制造方法,由于其在制備得到外延疊層2后,在其外延疊層2的水平中心線上蝕刻出將外延疊層2平分為兩半的中心溝槽5,并在溝槽內(nèi)填充絕緣填料6,同時(shí),其N電極b和P電極a再同時(shí)鍍在該水平中心線上,如此,該制造方法相當(dāng)于制作出了兩顆并聯(lián)的子芯片;上述兩個(gè)子芯片在工作過程中彼此不受影響,若其中一顆子芯片由于漏電等原因?qū)е率Щ蛘邤嗦饭收蠒r(shí),此時(shí)失效的子芯片可以看作是一個(gè)電阻,而另一顆子芯片不會受其影響,仍然能夠正常點(diǎn)亮。因此無論把本發(fā)明公開的發(fā)光二極管芯片以串聯(lián)或者并聯(lián)的形式形成LED器件,只要兩個(gè)子芯片不是同時(shí)出現(xiàn)問題,那么LED器件仍然可以正常使用。采用上述本發(fā)明提供制備方法非常簡單,適于產(chǎn)業(yè)規(guī)?;?。其制備得到的發(fā)光二極管芯片,有效提高了發(fā)光二極管芯片的使用壽命,增強(qiáng)了使用該發(fā)光二極管芯片的LED器件的可靠性。同時(shí)此發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)非常簡單。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。