高壓發(fā)光二極管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及高壓發(fā)光二極管芯片制造技術(shù)，更具體地，涉及一種高壓發(fā)光二極管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light-Emitting D1de，簡(jiǎn)稱LED)是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體電子器件。當(dāng)電流流過(guò)時(shí)，電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出單色光。LED作為一種高效、環(huán)保、綠色新型固態(tài)照明光源，具有低電壓、低功耗、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，正在被迅速?gòu)V泛地得到應(yīng)用。如交通信號(hào)燈、汽車(chē)內(nèi)外燈、城市景觀照明、手機(jī)背光源、戶外全彩顯示屏等。尤其是在照明領(lǐng)域，大功率芯片是未來(lái)LED發(fā)展的趨勢(shì)。
[0003]在半導(dǎo)體照明領(lǐng)域，如何突破現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)一步簡(jiǎn)化發(fā)光二極管的外圍電路設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化制作工藝，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課題，于是高壓LED應(yīng)運(yùn)而生。高壓LED的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)制作工藝的努力使得封裝段的外圍電路設(shè)計(jì)在芯片段完成。由于芯片車(chē)間都是高潔凈室內(nèi)，環(huán)境遠(yuǎn)比封裝車(chē)間要可靠，因此生產(chǎn)出的高壓LED質(zhì)量也更好。但高壓LED仍存在一些問(wèn)題需要我們?nèi)タ朔?。例如，高壓LED存在穩(wěn)定性差、良率低、一致性差等問(wèn)題。在高壓LED的制作過(guò)程中，高壓LED的小芯粒之間的絕緣隔離和電極橋接絕是最為關(guān)鍵的制作技術(shù)，如何做好這兩項(xiàng)將直接決定高壓LED的質(zhì)量。
[0004]有鑒于此，本發(fā)明提出一種新的高壓LED及其制作方法以解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N高壓發(fā)光二極管及其制作方法，以解決上述問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓發(fā)光二極管制作方法，所述高壓發(fā)光二極管是對(duì)基板進(jìn)行處理得到的，所述基板包括襯底，位于所述襯底之上的緩沖層，位于所述緩沖層之上的N型GaN層，位于所述N型GaN層之上的發(fā)光層以及位于所述發(fā)光層之上的P型GaN層，其特征在于，所述方法包括:
[0007]對(duì)所述基板蒸鍍透明導(dǎo)電層；
[0008]利用MESA方法光刻出N型電極區(qū)域、切割道及隔離槽的圖形；
[0009]進(jìn)行隔離槽刻蝕；
[0010]制作隔離層；
[0011]制作金屬電極和橋接金屬；以及
[0012]制作鈍化保護(hù)層。
[0013]優(yōu)選地，其中，先通過(guò)蒸鍍或?yàn)R射方式對(duì)所述基板鍍上ITO或AZO材質(zhì)的所述透明導(dǎo)電層，再通過(guò)MESA(平臺(tái))刻蝕方法在蒸鍍所述透明導(dǎo)電層之后的所述基板上黃光光刻出所述N型電極區(qū)域、所述切割道及所述隔離槽的圖形。
[0014]優(yōu)選地，其中，通過(guò)ICP電感耦合等離子體刻蝕的方式沿著所述隔離槽的圖形進(jìn)行刻蝕至所述基板的所述N-GaN層，再去除光刻膠。
[0015]優(yōu)選地，其中，用ICP電感耦合等離子體刻蝕的方式沿著所述隔離槽的圖形分步進(jìn)行刻蝕至所述基板的所述襯底，形成所述隔離槽。
[0016]優(yōu)選地，其中，用厚光刻膠通過(guò)高能量曝光顯影出需要的圖形，再通過(guò)分步式的堅(jiān)膜方式充分烘烤出所述厚光刻膠中的溶劑，并同時(shí)得到具有平緩斜坡的所述光刻膠圖形作為深槽刻蝕掩膜層，用以使得在ICP電感耦合等離子體刻蝕操作中能復(fù)制出較為平緩的所述隔離槽圖形。
[0017]優(yōu)選地，其中，進(jìn)行隔離槽刻蝕的步驟中無(wú)須進(jìn)行S102的沉積、光刻和腐蝕。
[0018]優(yōu)選地，其中，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法(PECVD)沉積S102或SINX作為所述隔離層。
[0019]優(yōu)選地，其中，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法(PECVD)沉積S102或SINX作為所述鈍化保護(hù)層。
[0020]本發(fā)明還公開(kāi)了一種高壓發(fā)光二極管，所述高壓發(fā)光二極管是對(duì)基板進(jìn)行處理得到的，所述基板包括襯底，位于所述襯底之上的緩沖層，位于所述緩沖層之上的N型GaN層，位于所述N型GaN層之上的發(fā)光層以及位于所述發(fā)光層之上的P型GaN層，其特征在于，所述高壓發(fā)光二極管包括:
[0021]形成于所述N型GaN層和所述P型GaN層中的隔離槽，
[0022]其中，所述隔離槽具有平緩的坡度。
[0023]優(yōu)選地，其中，所述隔離槽的側(cè)壁上的金屬厚度與所述隔離槽的底部平面的金屬厚度實(shí)質(zhì)上相等。
[0024]本發(fā)明提出的高壓發(fā)光二極管及其制作方法及其制作方法與現(xiàn)有的高壓發(fā)光二極管及其制作方法及其制作方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025](I)簡(jiǎn)化高壓發(fā)光二極管制作流程；
[0026](2)提升了高壓發(fā)光二極管的良率和產(chǎn)線直通率；
[0027](3)增加了高壓發(fā)光二極管的可靠性和壽命；
[0028](4)提升了高壓發(fā)光二極管的光效。
[0029]當(dāng)然，實(shí)施本申請(qǐng)的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0030]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0031]圖1為壓發(fā)光二極管制作方法中使用的基板的剖面示意圖；
[0032]圖2為現(xiàn)有的高壓二極管制作方法的流程示意圖；
[0033]圖3為利用圖2的高壓發(fā)光二極管制作方法處理后的基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的高壓二極管制作方法的流程示意圖；
[0035]圖5為利用圖4的高壓發(fā)光二極管制作方法處理后的基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]如在說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來(lái)稱呼同一個(gè)組件。本說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開(kāi)放式用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的誤差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問(wèn)題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。說(shuō)明書(shū)后續(xù)描述為實(shí)施本申請(qǐng)的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說(shuō)明本申請(qǐng)的一般原則為目的，并非用以限定本申請(qǐng)的范圍。本申請(qǐng)的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0037]圖1為高壓發(fā)光二極管制作方法中使用的基板的剖面示意圖。如圖1所示，基板I自下而上依次包括襯底11、緩沖層12、N型半導(dǎo)體層13、發(fā)光層14及P型半導(dǎo)體層15。其中襯底11可以是藍(lán)寶石襯底，也可以是其它半導(dǎo)體襯底，例如硅襯底或SOI。N型半導(dǎo)體層13可以為N-GaN層。發(fā)光層14可以為多重量子阱，其材料可為摻雜In的GaN。P型半導(dǎo)體層15可以為P-GaN層。
[0038]圖2為現(xiàn)有的高壓二極管制作方法的流程示意圖。需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，圖2僅列出高壓二極管的制作過(guò)程中涉及光刻操作的步驟，為簡(jiǎn)潔目的，在此省略其他制作高壓二極管的其他必要步驟。
[0039]步驟201，利用MESA方法光刻出N型電極區(qū)域、切割道及其隔離槽的圖形。
[0040]對(duì)圖1所示的基板I進(jìn)行刻蝕，在基板I中形成凹陷區(qū)域，所述凹陷區(qū)域底部到達(dá)N型半導(dǎo)體層13中。具體的，可采用常規(guī)的MESA(平臺(tái))刻蝕方法在基板I中產(chǎn)生所述凹陷區(qū)域，其中N型半導(dǎo)體層13的一部分被刻蝕掉。如此處理之后，在基板I上光刻出N型電極區(qū)域、切割道及其隔離槽的圖形。
[0041]步驟202，深隔離槽(ISO)刻蝕。
[0042]先對(duì)MESA光刻后的基板進(jìn)行清洗，然后沉積上一層足夠厚的S102 (例如I?3微米)，通過(guò)黃光光刻的方式對(duì)S102進(jìn)行光刻露出隔離槽的圖形。接著通過(guò)IRE干法刻蝕或者BOE濕法腐蝕的方式將露出區(qū)域(該區(qū)域指將要刻蝕的深隔離槽區(qū)域)的S102去除，再通過(guò)ICP電感耦合等離子體刻蝕的方式沿著隔離槽的圖形進(jìn)行刻蝕至襯底11，形成隔離槽，然后去除表面殘余的S102。
[0043]考慮到黃光光刻中使用的光刻膠在S102上附著不好導(dǎo)致的過(guò)腐蝕、掉膠等問(wèn)題還需在光刻膠中增加增粘劑HMDS。
[0044]步驟203，制作隔離層
[0045]可采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法(PECVD)沉積S102或SINX。并進(jìn)一步通過(guò)黃光光刻的方式制作出隔離層和臺(tái)面邊緣保護(hù)層。
[0046]步驟204，蒸鍍透明導(dǎo)電層
[0047]通過(guò)蒸鍍或?yàn)R射等方式鍍上ITO或AZO等透明導(dǎo)電層，并通過(guò)黃光光刻的方式制作出需要的圖形，再通過(guò)ITO蝕刻液去除露出區(qū)域(該區(qū)域指不需要ITO的區(qū)域，即待腐蝕的區(qū)域)的透明導(dǎo)電層。
[0048]步驟205，制作金屬電極和橋接金屬
[0049]通過(guò)負(fù)膠光刻的方式制作出需要的電極圖形，然后通過(guò)蒸鍍或?yàn)R射等方式鍍上電極金屬，然后通過(guò)剝離的方式，制作出需要的焊接電極和橋接金屬。
[0050]步驟206，制作鈍化保護(hù)層
[0051]可采用PECVD方法制作S102或SINX等保護(hù)層，然后通過(guò)黃光光刻的方式制作出需要的圖形，然后通過(guò)腐蝕的方式，將露出的S102去除掉，露出焊接電極。
[0052]圖3為利用圖2的高壓發(fā)光二極管制作方法處理后的基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，包括襯底1、緩沖層2、N-GaN層3、發(fā)光層4、P_GaN層5、隔離層6、透明導(dǎo)電層7、二氧化硅保護(hù)層9以及金屬層8 (圖3中的金屬層8包含81和82，其中81表示P型電