電流阻擋層的制作方法及相應(yīng)led芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電流阻擋層的制作方法及相應(yīng)LED芯片，其中制作方法包括如下步驟：S1.對(duì)晶圓表面進(jìn)行清洗；S2.在N型半導(dǎo)體層上刻蝕Mesa區(qū)域；S3.再將晶圓放入氣相化學(xué)沉積儀的腔體內(nèi)，在對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)熱，并抽真空，保持腔體內(nèi)溫度恒定；S4.第一次沉積二氧化硅膜；S5第.二次沉積二氧化硅膜；S6.第三次沉積二氧化硅膜，光刻腐蝕形成電流阻擋層，并去除光刻膠。本發(fā)明的電流阻擋層的制作方法通過(guò)多步沉積的方式形成層狀的電流阻擋層，如此使得硅能夠充分反應(yīng)生成氧化硅，達(dá)到良好的絕緣效果。由此方法制作的LED芯片發(fā)光均勻，其性能穩(wěn)定，光通量好。同時(shí)，本發(fā)明的制作方法適應(yīng)性好，可根據(jù)不同尺寸的芯片配合不同形狀和厚度的電流阻擋層。
【專利說(shuō)明】電流阻擋層的制作方法及相應(yīng)LED芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED芯片制造領(lǐng)域，具體地涉及一種電流阻擋層的制作方法、以及具有由上述制作方法形成的電流阻擋層的LED芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]作為目前全球最受矚目的新一代光源，LED因其高亮度、低熱量、長(zhǎng)壽命、無(wú)毒、可回收再利用等優(yōu)點(diǎn)，被稱為是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色照明光源。LED是一種能夠發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，其可廣泛用于電路、照明等諸多領(lǐng)域。對(duì)于LED芯片而言，現(xiàn)有的LED芯片中沒(méi)有電流阻擋層，或者阻擋效果不好。從而，在較高電壓下會(huì)微導(dǎo)電，影響了絕緣的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電流阻擋層的制作方法、以及相應(yīng)的LED芯片。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的之一，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0005]一種電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步驟:
[0006]S1.對(duì)晶圓表面進(jìn)行清洗；
[0007]S2.刻蝕Mesa區(qū)域至N型半導(dǎo)體層；
[0008]S3.再將晶圓放入氣相化學(xué)沉積儀的腔體內(nèi)，在對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)熱，并抽真空，保持腔體內(nèi)溫度恒定；
[0009]S4.在腔體中進(jìn)行電流阻擋層的第一次沉積，當(dāng)沉積10?300埃厚度的二氧化硅膜后，停止沉積，進(jìn)行抽真空；
[0010]S5.在第一次沉積的二氧化硅膜的基礎(chǔ)上，在腔體中進(jìn)行第二次沉積，當(dāng)沉積100?500埃厚度的二氧化硅膜后，停止沉積，進(jìn)行抽真空；
[0011]S6.在第二次沉積的電流阻擋層的基礎(chǔ)上，在腔體中進(jìn)行第三次沉積，當(dāng)沉積1000?3000埃厚度的二氧化硅膜后，光刻腐蝕形成電流阻擋層，并去除光刻膠。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一次沉積包括:向腔體內(nèi)通入N2O氣體，再通入硅烷、或硅烷的混合氣，以及氮?dú)?，待壓力穩(wěn)定后，在等離子電離的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例為5:1?10:1，等離子電離條件下的等離子功率為20?100W，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，腔體內(nèi)的壓力為500?900mTorr。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二次沉積包括:向腔體內(nèi)通入N2O氣體，再通入硅烷、或硅烷的混合氣，以及氮?dú)猓龎毫Ψ€(wěn)定后，在等離子電離的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例為40:1?100:1，等離子電離條件下的等離子功率為20?100W，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，腔體內(nèi)的壓力為500?900mTorr。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二次沉積包括:向腔體內(nèi)通入N2O氣體，再通入硅烷、或硅烷的混合氣，以及氮?dú)?，待壓力穩(wěn)定后，在等離子電離的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例為40:1?100:1，離子電離條件下的等離子功率為30?70W，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，腔體內(nèi)的壓力為600?800mTorr。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述SI中清洗時(shí),利用王水清洗IOmin,并使用硫酸雙氧水的混合液清洗lOmin，再?zèng)_水甩干。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述S2中刻蝕Mesa區(qū)域時(shí)，先進(jìn)行光刻，再進(jìn)行等離子刻蝕，所述電流阻擋層的制作方法還包括，在刻蝕Mesa區(qū)域后，對(duì)光刻膠進(jìn)行去除。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在200?300°C的條件下對(duì)所述晶圓進(jìn)行預(yù)熱。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電流阻擋層的制作方法還包括:S7.等離子濺射形成ITO膜，光刻腐蝕形成歐姆接觸層；其中，等離子濺射形成ITO膜時(shí)，鍍膜溫度為250-300°C, ITO膜厚度為300?1000埃，鍍率為1A/S。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電流阻擋層的制作方法還包括:S8.光刻蒸發(fā)電極；其中，光刻蒸發(fā)電極時(shí)，以鉻為粘附層，其上設(shè)置有2000埃的鋁反射鏡，鋁反射鏡上鍍有1.2?1.8μπι的金。
[0020]為了實(shí)現(xiàn)上述另一發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0021]一種LED芯片，其包括襯底，所述襯底上依次設(shè)置有N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、P型半導(dǎo)體層，所述P型半導(dǎo)體層層上設(shè)置有如上所述的制作方法形成的電流阻擋層，所述電流阻擋層上設(shè)置有ITO膜層，所述ITO膜層上鍍有N電極和P電極。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的電流阻擋層的制作方法通過(guò)多步沉積的方式形成層狀的電流阻擋層，如此使得硅能夠充分反應(yīng)生成氧化硅，達(dá)到良好的絕緣效果。由此方法制作的LED芯片發(fā)光均勻，其性能穩(wěn)定，光通量好，具有較高的光電性能。同時(shí)，本發(fā)明的制作方法適應(yīng)性好，可根據(jù)不同尺寸的芯片配合不同形狀和厚度的電流阻擋層。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的LED芯片的一【具體實(shí)施方式】的平面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]本發(fā)明的一種電流阻擋層的制作方法，其包括如下步驟:
[0026]S1.對(duì)晶圓表面進(jìn)行清洗。對(duì)晶圓表面進(jìn)行清洗時(shí)，利用王水清洗lOmin，硫酸雙氧水的混合液清洗lOmin，再?zèng)_水甩干。
[0027]S2.刻蝕Mesa區(qū)域至N型半導(dǎo)體層。具體地，制作Mesa區(qū)域時(shí)，先進(jìn)行光刻，再等離子刻蝕至N型半導(dǎo)體層，刻蝕的深度為1.2μπι。然后，去除剩余的光刻膠，去除方法為:先將晶圓利用硫酸雙氧水的混合液清洗lOmin，沖水甩干；再將晶圓放入80?120°C的去硅膠液中清洗lOmin，然后在常溫下于酒精中清洗5min，沖水甩干。其中，上述N型半導(dǎo)體層優(yōu)選為:N-GaN。
[0028]S3.再將晶圓放入氣相化學(xué)沉積儀的腔體內(nèi)，在對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)熱，并抽真空，下述發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)保持腔體內(nèi)溫度恒定。其中，對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)熱的溫度為200?300°C。
[0029]S4.在腔體中進(jìn)行第一次沉積，當(dāng)沉積10?300埃厚度的二氧化硅膜后，停止沉積，進(jìn)行抽真空。
[0030]具體地，進(jìn)行第一次沉積時(shí)，向上述保溫保持恒定的腔體中通入反應(yīng)氣，反應(yīng)氣包括N2O氣體、硅烷、或硅烷的混合氣，上述反應(yīng)氣在保護(hù)氣的保護(hù)下進(jìn)入腔體中，優(yōu)選地，該保護(hù)氣可以是氮?dú)獾炔换顫姎怏w。通入上述反應(yīng)氣至腔體中后，待壓力穩(wěn)定后，在等離子電離的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通入N2O氣體的作用在于使腔體保持負(fù)氧氛圍，同時(shí)N2O氣體與硅烷、或硅烷的混合氣發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化硅，生成的二氧化硅在重力作用下沉積形成上述二氧化硅膜。
[0031]上述向腔體內(nèi)通入N2O氣體時(shí)，N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例的范圍為5:1?10:1，等離子電離條件下的等離子功率為20?100W，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，保持腔體內(nèi)的壓力為 40 ?lOOPa、或 5OOmTorr ?9OOmTorr15
[0032]S5.在第一次沉積的二氧化硅膜的基礎(chǔ)上，在腔體中進(jìn)行第二次沉積，當(dāng)沉積100?500埃厚度的二氧化硅膜后，停止沉積，進(jìn)行抽真空。
[0033]S5中的第二次沉積是在S4中形成的二氧化硅膜上進(jìn)行進(jìn)一步的沉積，二次沉積時(shí)的步驟與一次沉積時(shí)相同，都是在保護(hù)氣的保護(hù)下將反應(yīng)氣送入到腔體中進(jìn)行反應(yīng)，生成二氧化硅，并進(jìn)一步形成二氧化硅膜。但在進(jìn)行第二次沉積時(shí)，反應(yīng)氣中N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例的范圍為40:1?100:1，等離子電離條件下的等離子功率為20?100W,同時(shí)，保持腔體內(nèi)的壓力為40?lOOPa、或500mTorr?900mTorr。
[0034]S6.在第二次沉積的電流阻擋層的基礎(chǔ)上，在腔體中進(jìn)行第三次沉積，當(dāng)沉積1000?3000埃厚度的二氧化硅膜后，光刻腐蝕形成電流阻擋層，并去除光刻膠。
[0035]同理，在上述通過(guò)第二次沉積形成的二氧化硅膜上再次進(jìn)行沉積，如此，通過(guò)多步沉積的方式形成層狀的電流阻擋層，使得硅能夠充分反應(yīng)生成二氧化硅，達(dá)到良好的絕緣效果。且根據(jù)電流阻擋層所在的芯片和光刻版的需求，可通過(guò)控制沉積的條件(例如反應(yīng)氣中各物質(zhì)的體積比、反應(yīng)時(shí)間等)形成不同厚度的電流阻擋層，從而滿足不同的使用需求。
[0036]第三次沉積過(guò)程中，N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例范圍為40:1?100:1，尚子電尚條件下的等尚子功率為30?70W,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，腔體內(nèi)的壓力為600?800mTorro
[0037]S7.等離子濺射形成ITO膜，光刻腐蝕形成歐姆接觸層。其中，等離子濺射形成ITO膜時(shí)，鍍膜溫度為250-300°C，ITO膜厚度為300?1000埃，鍍率為1A/S。
[0038]S8.光刻蒸發(fā)電極。具體地，光刻蒸發(fā)電極時(shí)，以鉻為粘附層，其上設(shè)置有2000埃的鋁反射鏡，鋁反射鏡上鍍有1.2?1.8 μ m的金。優(yōu)選地，金的厚度為1.5 μ m。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明還提供一種LED芯片，其包括襯底10，該襯底10上依次設(shè)置有N型半導(dǎo)體層20、發(fā)光層30、P型半導(dǎo)體層40，P型半導(dǎo)體層層40還上設(shè)置有根據(jù)如上所述的制作方法形成的電流阻擋層50。進(jìn)一步地，電流阻擋層50上設(shè)置有ITO膜層60，該ITO膜層上鍍有N電極和P電極。優(yōu)選地，上述N型半導(dǎo)體層20為N-GaN，P型半導(dǎo)體層40為P-aN。
[0040]綜上所述，本發(fā)明的電流阻擋層的制作方法通過(guò)多步沉積的方式形成層狀的電流阻擋層，如此使得硅能夠充分反應(yīng)生成氧化硅，達(dá)到良好的絕緣效果。由此方法制作的LED芯片發(fā)光均勻，其性能穩(wěn)定，光通量好，具有較高的光電性能。同時(shí)，本發(fā)明的制作方法適應(yīng)性好，可根據(jù)不同尺寸的芯片配合不同形狀和厚度的電流阻擋層。
[0041]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0042]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步驟: S1.對(duì)晶圓表面進(jìn)行清洗； S2.刻蝕Mesa區(qū)域至N型半導(dǎo)體層； S3.再將晶圓放入氣相化學(xué)沉積儀的腔體內(nèi)，在對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)熱，并抽真空，保持腔體內(nèi)溫度恒定； S4.在腔體中進(jìn)行第一次沉積，當(dāng)沉積10~300埃厚度的二氧化硅膜后，停止沉積，進(jìn)行抽真空； S5.在第一次沉積的二氧化硅膜的基礎(chǔ)上，在腔體中進(jìn)行第二次沉積，當(dāng)沉積100~500埃厚度的二氧化硅膜后，停止沉積，進(jìn)行抽真空； S6.在第二次沉積的電流阻擋層的基礎(chǔ)上，在腔體中進(jìn)行第三次沉積，當(dāng)沉積1000~3000埃厚度的二氧化硅膜后，光刻腐蝕形成電流阻擋層，并去除光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述第一次沉積包括:向腔體內(nèi)通入N2O氣體，再通入硅烷、或硅烷的混合氣，以及氮?dú)猓龎毫Ψ€(wěn)定后，在等離子電離的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例為5:1~10:1，等離子電離條件下的等離子功率為20~100W，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，腔體內(nèi)的壓力為500~900mTorro
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述第二次沉積包括:向腔體內(nèi)通入N2O氣體，再通入硅烷、或硅烷的混合氣，以及氮?dú)猓龎毫Ψ€(wěn)定后，在等離子電離的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例為40:1~100:1，等離子電離條件下的等離子功率為20~100W，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，腔體內(nèi)的壓力為500~900mTorro
4.根據(jù)權(quán)利要求所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述第二次沉積包括:向腔體內(nèi)通入N2O氣體，再通入硅烷、或硅烷的混合氣，以及氮?dú)?，待壓力穩(wěn)定后，在等離子電離的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所述N2O氣體與硅烷或硅烷的混合氣的比例為40:1~100:1,尚子電尚條件下的等尚子功率為30~70W,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),腔體內(nèi)的壓力為600~800mTorro
5.根據(jù)權(quán)利要求所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述SI中清洗時(shí)，利用王水清洗lOmin，并使用硫酸雙氧水的混合液清洗lOmin，再?zèng)_水甩干。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述S2中刻蝕Mesa區(qū)域時(shí)，先進(jìn)行光刻，再進(jìn)行等離子刻蝕，所述電流阻擋層的制作方法還包括，在刻蝕Mesa區(qū)域后，對(duì)光刻膠進(jìn)行去除。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，在200~300°C的條件下對(duì)所述晶圓進(jìn)行預(yù)熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述電流阻擋層的制作方法還包括: S7.等離子濺射形成ITO膜，光刻腐蝕形成歐姆接觸層；其中，等離子濺射形成ITO膜時(shí)，鍍膜溫度為250-300°C，ITO膜厚度為300~1000埃，鍍率為1A/S。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流阻擋層的制作方法，其特征在于，所述電流阻擋層的制作方法還包括:S8.光刻蒸發(fā)電極；其中，光刻蒸發(fā)電極時(shí)，以鉻為粘附層，其上設(shè)置有2000埃的鋁反射鏡，鋁反射鏡上鍍有1.2~1.8 μ m的金。
10.一種LED芯片，其包括襯底，所述襯底上依次設(shè)置有N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、P型半導(dǎo)體層，其特征在于，所述P型半導(dǎo)體層層上設(shè)置有根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法形成的電流阻擋層，所述 電流阻擋層上設(shè)置有ITO膜層，所述ITO膜層上鍍有N電極和P電極。
【文檔編號(hào)】H01L33/14GK103730550SQ201410006643
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】李忠武, 魏天使, 何金霞 申請(qǐng)人:聚燦光電科技(蘇州)有限公司