[发明专利]一种优化GaN基LED芯片性能的制备方法

说明书

本发明提供一种优化GaN基LED芯片性能的制备方法，包括如下步骤：制作外延层‑制作透明导电层‑制作N电极引出孔‑去除光刻胶‑形成隔离沟槽‑去除光刻胶和SiO₂掩膜层‑制作绝缘层‑制作电极；本发明通过采用SiO₂掩膜层过腐蚀方法，结合电感耦合等离子体（ICP）刻蚀，使得LED芯片隔离沟槽的侧壁呈现倒梯形结构，对于倒装LED芯片和高压LED芯片，可以使隔离沟槽侧壁的SiO₂沉积均匀，有效防止漏电情况的出现，优化生产良率；对于高压LED芯片，在铺设电极连接桥时，电极可以沿着侧壁的梯形结构到达隔离沟槽底部，再从隔离沟槽底部沿着侧壁的梯形结构上升到另一个芯片的电极上，避免侧壁桥接电极出现断层的现象，增强了电极的稳定性，减少死灯概率，优化生产良率。

技术领域

本发明涉及一种GaN基LED芯片的制备方法，尤其是一种优化GaN基LED芯片性能的制备方法，属于LED芯片技术领域。

背景技术

GaN基LED芯片中，刻蚀的侧壁形貌控制非常重要。由于GaN化学稳定性非常好，目前GaN的刻蚀通常是基于干法刻蚀，包括电子回旋共振等离子体（ECR）、电感耦合等离子体（ICP）和离子束轰击等的干法刻蚀技术。

近几年迅速发展的高压LED芯片和倒装LED芯片都要求形成适中角度的台阶，既能有效隔离，也能够适应单元之间金属电极互连的覆盖。针对倒装LED芯片需刻蚀深沟，最后用SiO₂绝缘层保护住侧壁，避免在封装时固晶锡膏溢出侧壁，导致芯片漏电。针对高压LED芯片的多个发光单元之间在深沟处用电极桥接铺设时，若SiO₂绝缘层保护不好或金属互连断裂，容易出现断路、漏电和导通后再开路等问题。

目前，如图12和图13所示，现有的LED芯片的隔离沟槽12侧壁刻蚀得比较陡直（侧壁与衬底1的夹角约为70^o），SiO₂在侧壁沉积的不均匀，会出现比较薄甚至没有沉积到的地方，易形成短路；同时也不利于金属电极薄膜在侧壁上的均匀沉积，侧壁金属薄膜比较薄，易形成开路；同时也由于侧壁陡直，在沉积金属电极后，明显看到金属的厚度在侧壁分布较差，在底部甚至出现了分层现象，这样由于金属厚度不同，其电阻的阻值也会分布不均匀。随着电流的增大，电阻产生的焦耳热增加，电流增加到一定程度后金属薄的地方就会断开，这就会出现前面测试先导通后开路的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种优化GaN基LED芯片性能的制备方法，通过采用SiO₂掩膜层和光刻胶掩膜层，结合电感耦合等离子体（ICP）刻蚀，使得芯片隔离沟槽的侧壁呈现倒梯形结构（即形成斜坡），对于倒装LED芯片和高压LED芯片，可以使隔离沟槽侧壁的SiO₂沉积均匀，有效防止漏电情况的出现，优化生产良率；对于高压LED芯片，在铺设电极连接桥时，电极可以沿着侧壁的梯形结构到达隔离沟槽底部，再从隔离沟槽底部沿着侧壁的梯形结构上升到另一个芯片的电极上，增强了电极的稳定性。

为实现以上技术目的，本发明采用的技术方案是：一种优化GaN基LED芯片性能的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一. 制作外延层：提供一衬底1，在所述衬底1上依次生长缓冲层2、N-GaN层4、多量子阱5、P-GaN层6，完成GaN基外延层3的制作；

步骤二. 制作透明导电层7：利用电子束蒸镀或磁控溅射技术，在GaN外延层3上表面蒸镀ITO，通过图形化光刻胶的遮挡，采用HCl溶液对ITO进行蚀刻，形成透明导电层7；

步骤三. 形成N电极引出孔：在图形化光刻胶的遮挡下，继续依次干法刻蚀P-GaN层6、多量子阱5、N-GaN层4，形成N电极引出孔，使孔内的N-GaN层4暴露出来；

步骤四. 去除光刻胶：通过湿法去胶液将图形化光刻胶去除；