[发明专利]空气桥电极互联阵列式LED器件的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是指空气桥电极互联阵列式LED器件的制作方法。

背景技术

由于石油能源危机的到来，发展更高效率更省电的电子与照明设备越来越受到重视，在此趋势之下具有省电、环保(不含汞)无污染、寿命长、亮度高、反应快、体积小、高发光效率等优点的发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)组件渐渐在照明产业中露出头角，应用范围遍及于日常生活中，例如仪器面板上的指示灯。

阵列式LED是在原DC LED芯片上分立出一定数量的微晶粒，然后将微晶粒通过金属电极互连，阵列式LED还可以分为两大类高压LED和交流LED，将这些微晶粒串联来提高整颗芯片的工作电压，故称之为高压(HV)LED，此外将这些微晶粒通过不同的排列方式和电极连接方式，使之在交流模式下也可以正常发光，故称之为交流(AC)LED。目前的DC LED产品在应用中存在一些弊端，如需要与变压器等原件一并使用，且寿命只有2万小时左右，而实际LED芯片的寿命却长达5-10万小时。与之相对，阵列式LED则无需额外的变压器，只需简短的驱动电路，不仅驱动成本降低，也避免了电路转换过程中能量的损失，因而成为当前具有市场前景的LED产品。

空气桥技术主要应用于集成电路的制作过程中，因为集成电路的元件或互联结构之间通常采用介质材料隔离，这些介质材料如氧化硅和氮化硅虽然绝缘性比较好，但是有比较大的介电常数，因此许多工艺采用空气桥的连接方式。在本专利中我们将这种空气桥连接技术应用到阵列式LED中。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种空气桥电极互联阵列式LED器件，该结构采用空气桥电极进行微晶粒互连，可解决侧壁的金属电极很薄导致的电压增高问题，可有效的增加出光面积，而且避免因钝化失效造成的短路现象，增加可靠性。对于交流LED，可以直接应用空气桥实现交叉布线的问题，同时提高阵列式发光二极管芯片的发光效率。

本发明提供一种一种空气桥电极互联阵列式LED器件的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：取外延结构，该外延结构包括衬底、N型氮化镓层、有源层和P型氮化镓层；

步骤2：采用光刻的方法制作掩膜，选择性刻蚀至外延结构上的N型氮化镓层，形成N型台阶，在外延结构的表面再次制作掩膜，将部分N型氮化镓层刻蚀至衬底，形成隔离的深槽；

步骤3：在外延结构的上表面沉积绝缘介质层，采用光刻的方法，腐蚀掉深槽侧壁以外的绝缘介质层；

步骤4：在外延结构表面制作一层薄膜材料；

步骤5：采用光刻的方法制作掩膜，去掉除深槽以外的薄膜材料，使深槽中填满薄膜材料；

步骤6：采用光刻的方法，在制作有薄膜材料的外延结构的上表面，通过旋涂光刻胶，制作掩膜；

步骤7：采用曝光、显影工艺将电极图形转移到外延结构和薄膜材料上；

步骤8：采用蒸镀的方法，制作金属层；

步骤9：采用lift-off工艺，形成金属电极；

步骤10：通过浸泡或腐蚀的方法，将深槽内的薄膜材料去掉形成悬空的桥型电极互联结构。

附图说明

为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：

图1为本发明阵列式LED芯片外延结构1的示意图；

图2为本发明的阵列式LED芯片经过深刻蚀后的结构示意图；

图3为本发明的阵列式LED芯片制作薄膜材料15后的结构示意图；

图4为本发明的阵列式LED芯片的深槽中填满薄膜材料15的结构示意图；

图5为本发明的阵列式LED芯片制作金属层17后的结构示意图；

图6为本发明的的阵列式LED芯片经过lift-off工艺后的结构示意图；

图7为本发明的的阵列式LED芯片将深槽内的薄膜材料15去掉形成悬空的桥型电极互联结构的最终器件结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1-图7所示，一种空气桥电极互联阵列式LED器件的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：取外延结构1(参阅图1)，该外延结构1包括衬底10、N型氮化镓层11、有源层12和P型氮化镓层13，所述衬底10为蓝宝石、硅、碳化硅或氮化镓，该衬底为图形化衬底或平面衬底；