專(zhuān)利名稱(chēng)：氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是指氮化鎵基發(fā)光二極管新襯底金屬的腐蝕方法。
背景技術(shù)：
GaN基LED的器件結(jié)構(gòu)，主要經(jīng)歷了正裝結(jié)構(gòu)、倒裝結(jié)構(gòu)，以及目前廣為國(guó)際上重視的垂直結(jié)構(gòu)三個(gè)主要階段。本質(zhì)上講，前兩種器件結(jié)構(gòu)——倒裝結(jié)構(gòu)、正裝結(jié)構(gòu)均沒(méi)有擺脫藍(lán)寶石襯底對(duì)器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的束縛。2004年開(kāi)始，垂直結(jié)構(gòu)得到了人們的廣泛關(guān)注，垂直結(jié)構(gòu)通過(guò)熱壓鍵合、激光剝離(LLO)等工藝，將GaN外延結(jié)構(gòu)從藍(lán)寶石轉(zhuǎn)移到Cu、Si等具有良好電、熱傳導(dǎo)特性的襯底材料上，器件電極上下垂直分布，從而徹底解決了正裝、倒裝結(jié)構(gòu)GaN基LED器件中因?yàn)殡姌O平面分布、電流側(cè)向注入導(dǎo)致的諸如散熱，電流分布不均勻、 可靠性等一系列問(wèn)題。因此，垂直結(jié)構(gòu)也被稱(chēng)為是繼正裝、倒裝之后的第三代GaN基LED器件結(jié)構(gòu)，很有可能取代現(xiàn)有的器件結(jié)構(gòu)而成為GaN基LED技術(shù)主流。垂直結(jié)構(gòu)相關(guān)研究涉及器件工藝與材料外延的相互配合，存在諸多技術(shù)難題。反向漏電大、成品率低是垂直結(jié)構(gòu)功率型LED研發(fā)過(guò)程中面臨的主要瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，該方法是通過(guò)制作接觸金屬，引出芯片內(nèi)部電極，在芯片外部進(jìn)行電極焊接，增加芯片表面的出光面積，與后工藝相互配合，從而能夠有效提高LED的光效。本發(fā)明提供一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，包括步驟1 選擇一外延結(jié)構(gòu)，該外延結(jié)構(gòu)包括襯底和氮化鎵LED外延層；步驟2 在外延層上沉積SW2層；步驟3 運(yùn)用光刻技術(shù)，通過(guò)勻膠，前烘，曝光，堅(jiān)膜，在SW2層上形成光刻膠圖形， 該光刻膠圖形覆蓋S^2層表面周邊的部分面積；步驟4 腐蝕未被光刻膠圖形掩蓋的SiO2層，露出外延層；步驟5 剝離去掉光刻膠圖形位置的光刻膠；步驟6 在腐蝕掉SW2層位置的外延層上，蒸鍍ITO層；步驟7 在未被腐蝕的S^2層的表面相對(duì)的兩邊，蒸發(fā)接觸金屬電極，完成二極管隱形電極的制作。其中的襯底的材料為銅、鎳、銅鎳合金、銅鎢合金或硅。其中沉積S^2層的方法為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或離子束沉積或電子束沉積，SiO2層的厚度為0-1000nm。其中形成光刻膠圖形的光刻膠種類(lèi)包括正膠，負(fù)膠或反轉(zhuǎn)膠。其中腐蝕SiO2層的溶液是HF或Β0Ε。其中接觸金屬電極的材料為T(mén)i、Au、Pt、Al、Ni或Cr，或其中的任意組合。
其中光刻膠圖形覆蓋SiA層20表面周邊的部分的寬度為20 μ m。


為使審查員能進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其目的，以下結(jié)合附圖及較佳具體實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明如后，其中圖1是本發(fā)明的外延結(jié)構(gòu)10的示意圖。圖2為本發(fā)明在外延結(jié)構(gòu)10上沉積SW2層20后的示意圖。圖3是本發(fā)明在SW2層20上形成光刻膠圖形30的示意圖。圖4是本發(fā)明腐蝕去掉部分氧化硅層20且蒸鍍ITO層40的示意圖。圖5是本發(fā)明的蒸鍍接觸金屬層50后隱形電極垂直結(jié)構(gòu)LED最終制作完成的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明關(guān)鍵在于通過(guò)沉積SW2層20保護(hù)發(fā)光二極管的側(cè)壁，防止之后沉積的ITO 層40和接觸金屬層50粘附側(cè)壁，使LED短路失效。本發(fā)明還需要選擇合適的金屬沉積接觸金屬層50，保證接觸金屬層50同ITO層40的良好的粘附性。本發(fā)明通過(guò)引出芯片內(nèi)部電極，有效增加LED芯片表面出光面積，在LED芯片表面不存在電極，以達(dá)到隱形電極的目的，從而能夠提高LED的光效。請(qǐng)參閱圖1-圖5所示，本發(fā)明提供一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，包括步驟1 選擇一外延結(jié)構(gòu)10，該外延結(jié)構(gòu)10包括襯底11和氮化鎵LED外延層12， 所述的襯底11的材料為銅、鎳、銅鎳合金、銅鎢合金或硅；步驟2 在外延層12上沉積SW2層20，所述沉積SW2層20的方法為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)或離子束沉積或電子束沉積(EB)，SiO2層20的厚度為lO-lOOOnm。 沉積的方法要求具有很強(qiáng)的深槽填充能力，需要選擇合適的SW2層20的沉積厚度，以保證 3土02層20能保護(hù)發(fā)光二極管的側(cè)壁，防止之后沉積的ITO層40和接觸金屬層50粘附側(cè)壁， 使LED短路失效；步驟3 運(yùn)用光刻技術(shù)，通過(guò)勻膠，前烘，曝光，堅(jiān)膜，在SW2層20上形成光刻膠圖形30，該光刻膠圖形30覆蓋SW2層20表面周邊的部分面積，所述形成光刻膠圖形30的光刻膠種類(lèi)包括正膠，負(fù)膠或反轉(zhuǎn)膠，所述光刻膠圖形30覆蓋SW2層20表面周邊的部分的寬度為20 μ m。光刻膠圖形30的寬度需要考慮SW2層20的厚度，SiO2層20的腐蝕速率， 在保證SW2層20足夠的寬度覆蓋鎵氮基外延層12的表面的情況下，盡量使之后的ITO層 40同氮基外延層12的表面有盡可能大的基礎(chǔ)面積，保證較好的電流擴(kuò)展；步驟4 腐蝕未被光刻膠圖形30掩蓋的SW2層20，露出外延層12，所述腐蝕SiO2 層20的溶液是HF或BOE ；步驟5 剝離去掉光刻膠圖形30位置的光刻膠；步驟6 在腐蝕掉SiO2層20位置的外延層12上，蒸鍍ITO層40，需要折衷考慮ITO 層40的厚度，以保證其有足夠的強(qiáng)度經(jīng)受之后的打線工藝，同時(shí)盡可能少的減少其對(duì)光的吸收；
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步驟7 在未被腐蝕的SW2層20的表面相對(duì)的兩邊，蒸發(fā)接觸金屬電極50，所述接觸金屬電極50的材料為T(mén)i、Au、Pt、Al、Ni或Cr，或其中的任意組合，接觸金屬層50的金屬體系需要特別考慮，因?yàn)椴煌慕饘偻琁TO層40的接觸粘附性不一樣，完成二極管隱形電極的制作。
實(shí)施例請(qǐng)參閱圖1至圖4所示，本發(fā)明種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，包括如下步驟步驟1 選擇一外延結(jié)構(gòu)10，該外延結(jié)構(gòu)10包括銅鎳合金襯底11和氮化鎵LED外延層12 ；步驟2 在外延層上用PECVD方法沉積SiO2層20，SiO2層20的厚度為200nm ；步驟3 運(yùn)用光刻辦法，通過(guò)勻膠，前烘，曝光，堅(jiān)膜，在SW2層20上形成光刻膠圖形30，該光刻膠圖形30覆蓋SW2層20的周邊部分面積，其寬度為20 μ m ；步驟4 用BOE液腐蝕未被光刻膠圖形30掩蓋的SW2層20 ；步驟5 剝離去掉光刻膠圖形30位置的光刻膠；步驟6 蒸鍍ITO層40，其厚度為280nm ；步驟7 蒸發(fā)接觸金屬電極50，其成分依次是Cr/Pt/Au。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，包括步驟1 選擇一外延結(jié)構(gòu)，該外延結(jié)構(gòu)包括襯底和氮化鎵LED外延層；步驟2 在外延層上沉積SW2層；步驟3 運(yùn)用光刻技術(shù)，通過(guò)勻膠，前烘，曝光，堅(jiān)膜，在S^2層上形成光刻膠圖形，該光刻膠圖形覆蓋S^2層表面周邊的部分面積；步驟4 腐蝕未被光刻膠圖形掩蓋的S^2層，露出外延層；步驟5 剝離去掉光刻膠圖形位置的光刻膠；步驟6 在腐蝕掉SW2層位置的外延層上，蒸鍍ITO層；步驟7 在未被腐蝕的S^2層的表面相對(duì)的兩邊，蒸發(fā)接觸金屬電極，完成二極管隱形電極的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，其中的襯底的材料為銅、鎳、銅鎳合金、銅鎢合金或硅。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，其中沉積SiO2層的方法為等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或離子束沉積或電子束沉積，SiO2層的厚度為 0-1000nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，其中形成光刻膠圖形的光刻膠種類(lèi)包括正膠，負(fù)膠或反轉(zhuǎn)膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，其中腐蝕SW2層的溶液是HF或BOE。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，其中接觸金屬電極的材料為T(mén)i、Au、Pt、Al、Ni或Cr，或其中的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，其中光刻膠圖形覆蓋SiA層20表面周邊的部分的寬度為20 μ m。
全文摘要
一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管隱形電極的制作方法，包括步驟1選擇一外延結(jié)構(gòu)，該外延結(jié)構(gòu)包括襯底和氮化鎵LED外延層；步驟2在外延層上沉積SiO2層；步驟3運(yùn)用光刻技術(shù)，通過(guò)勻膠，前烘，曝光，堅(jiān)膜，在SiO2層上形成光刻膠圖形，該光刻膠圖形覆蓋SiO2層表面周邊的部分面積；步驟4腐蝕未被光刻膠圖形掩蓋的SiO2層，露出外延層；步驟5剝離去掉光刻膠圖形位置的光刻膠；步驟6在腐蝕掉SiO2層位置的外延層上，蒸鍍ITO層；步驟7在未被腐蝕的SiO2層的表面相對(duì)的兩邊，蒸發(fā)接觸金屬電極，完成二極管隱形電極的制作。
文檔編號(hào)H01L33/38GK102208502SQ201110152869
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者伊?xí)匝? 劉志強(qiáng), 汪煉成, 王國(guó)宏, 詹騰, 郭恩卿 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所