一种LED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及半导体器件，具体涉及一种led芯片及其制备方法。

背景技术：

1、铟锡氧化物(ito)膜具有导电性好、透光率(在可见光内)高而受到人们的关注，国内外学者对ito膜特性进行了广泛的研究,同时也广泛应用于led芯片的电流扩展层，即透明导电层。

2、由于led芯片的ito电流扩展层通常采用湿法刻蚀工艺，在湿法刻蚀过程中存在ito刻蚀液内渗，造成过刻现象，同时ito在退火过程中由于晶体结构的差异性，造成边缘局部刻蚀速率的不同，从而造成边缘呈不规则形貌，最终使得放电不均匀，影响led芯片的使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种led芯片及其制备方法，旨在解决现有技术中ito在退火过程中存在晶体结构差异，造成ito边缘局部刻蚀速率不同，从而造成边缘呈不规则形貌，使得放电不均匀，影响led芯片使用寿命的技术问题。

2、本发明的第一方面在于提供一种led芯片的制备方法，所述制备方法包括：

3、提供一衬底；

4、在所述衬底之上生长外延层，所述外延层包括n型半导体层、发光层与p型半导体层；

5、在所述p型半导体层之上沉积预设厚度的阻挡层材料，得到材料层，对所述材料层进行黄光处理，去除至少部分的阻挡层材料，形成位于所述p型半导体层之上的电流阻挡层，以及位于边缘的刻蚀液阻挡层；

6、在所述p型半导体层之上制作ito膜层，形成位于所述p型半导体层之上且将所述电流阻挡层覆盖的透明导电层；

7、对所述透明导电层进行图形化处理，使所述透明导电层的边缘覆盖于所述刻蚀液阻挡层的外侧边缘处；

8、在所述透明导电层与所述n型半导体层之上分别制作p型电极与n型电极，得到led芯片。

9、根据上述技术方案的一方面，所述材料层为sio2，对所述材料层进行黄光处理的工艺步骤，包括：

10、在所述p型半导体层的表面进行匀胶，对光刻胶进行曝光与显影；

11、蚀刻去除所述材料层中至少部分的sio2材料，分别得到位于所述p型半导体层之上中部位置的电流阻挡层，以及位于所述p型半导体层之上外围位置的刻蚀液阻挡层；

12、其中，所述刻蚀液阻挡层呈封闭状且位于所述电流阻挡层的外侧。

13、根据上述技术方案的一方面，在所述p型半导体层之上制作ito膜层，形成位于所述p型半导体层之上且将所述电流阻挡层覆盖的透明导电层的步骤，具体包括：

14、采用磁控溅射在所述p型半导体层之上制作ito膜层；

15、对所述ito膜层进行退火处理；

16、其中，在对所述ito膜层进行退火处理时，退火温度为500℃-600℃，退火时间为10min-20min。

17、根据上述技术方案的一方面，对所述透明导电层进行图形化处理，使所述透明导电层的边缘覆盖于所述刻蚀液阻挡层的外侧边缘处的步骤，具体包括：

18、在所述透明导电层的表面涂覆光刻胶，采用光刻掩膜版对光刻胶进行遮蔽并对其进行曝光；

19、通过显影液显影去除需要被刻蚀的ito区域以外的光刻胶；

20、采用湿法刻蚀去除无光刻胶保护的ito区域；

21、采用去胶液去除涂覆于所述透明导电层的光刻胶，完成所述透明导电层的图形化处理。

22、根据上述技术方案的一方面，所述透明导电层的图形边缘覆盖于所述刻蚀液阻挡层的边缘处。

23、根据上述技术方案的一方面，所述透明导电层与所述n型半导体层之上分别制作p型电极与n型电极的步骤，具体包括：

24、在所述透明导电层与所述n型半导体层之上分别蒸镀cr-al-ti-ni-pt-ni-pt-au层，以分别得到p型电极与n型电极。

25、根据上述技术方案的一方面，在所述透明导电层与所述n型半导体层之上分别制作p型电极与n型电极的步骤之后，所述制备方法还包括：

26、在芯片表面沉积200nm-600nm的sio2材料，得到附着于芯片表面的钝化层；

27、其中，所述钝化层暴露出所述p型电极与所述n型电极。

28、根据上述技术方案的一方面，在所述衬底之上生长外延层的步骤，包括：

29、以高纯氢气为载气、高纯氨气为氮源、三甲基镓和三乙基镓为镓源、三甲基铟为铟源、三甲基铝为铝源、硅烷为n型掺杂剂，以及二茂镁为p型掺杂剂，在所述衬底之上生长外延层；

30、其中，所述n型半导体层为n-gan层，所述p型半导体层为p-gan层，所述发光层为多量子阱有源层。

31、根据上述技术方案的一方面，所述n型半导体层的厚度为1μm-3μm，si掺杂浓度为5×10atms/cm3-1×1019atms/cm3，p型半导体层的厚度为200nm-300nm，mg的掺杂浓度为5×1017atms/cm3-1×1020atms/cm3，所述发光层中in组分所占摩尔比例为10％-35％。

32、本发明的第二方面在于提供一种led芯片，所述led芯片由上述技术方案当中所述的制备方法制备得到。

33、与现有技术相比，采用本发明所示的led芯片及其制备方法，有益效果在于：

34、通过在p型半导体层之上沉积sio2材料，形成材料层，通过对其进行黄光处理，去除材料层中的至少部分sio2材料，得到位于p型半导体层之上的电流阻挡层与刻蚀液阻挡层，且刻蚀液阻挡层在p型半导体层之上位于电流阻挡层的外侧，则在p型半导体层之上制作透明导电层后，通过对透明导电层进行图形化处理，使得透明导电层的边缘位于刻蚀液阻挡层的外侧边缘，在采用ito刻蚀液对透明导电层进行刻蚀时，刻蚀液阻挡层能够对ito刻蚀液的流动进行阻挡，有效控制ito刻蚀液对透明导电层的刻蚀，使透明导电层的边缘保持齐平形貌，不会出现边缘不规则形貌，能够使透明导电层的放电更为均匀，不易烧毁，则能够有效提升led芯片的使用寿命。

技术特征：

1.一种led芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的led芯片的制备方法，其特征在于，所述预设厚度为150nm-250nm，所述材料层为sio2，对所述材料层进行黄光处理的工艺步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的led芯片的制备方法，其特征在于，在所述p型半导体层之上制作ito膜层，形成位于所述p型半导体层之上且将所述电流阻挡层覆盖的透明导电层的步骤，具体包括：

4.根据权利要求1所述的led芯片的制备方法，其特征在于，对所述透明导电层进行图形化处理，使所述透明导电层的边缘覆盖于所述刻蚀液阻挡层的外侧边缘处的步骤，具体包括：

5.根据权利要求4所述的led芯片的制备方法，其特征在于，所述透明导电层的图形边缘覆盖于所述刻蚀液阻挡层的边缘处。

6.根据权利要求1所述的led芯片的制备方法，其特征在于，所述透明导电层与所述n型半导体层之上分别制作p型电极与n型电极的步骤，具体包括：

7.根据权利要求6所述的led芯片的制备方法，其特征在于，在所述透明导电层与所述n型半导体层之上分别制作p型电极与n型电极的步骤之后，所述制备方法还包括：

8.根据权利要求1-7任一项所述的led芯片的制备方法，其特征在于，在所述衬底之上生长外延层的步骤，包括：

9.根据权利要求8所述的led芯片的制备方法，其特征在于，所述n型半导体层的厚度为1μm-3μm，si掺杂浓度为5×10atms/cm3-1×1019atms/cm3，p型半导体层的厚度为200nm-300nm，mg的掺杂浓度为5×1017atms/cm3-1×1020atms/cm3，所述发光层中in组分所占摩尔比例为10％-35％。

10.一种led芯片，其特征在于，所述led芯片由权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明公开了一种LED芯片及其制备方法，该制备方法包括：提供一衬底；在衬底之上生长外延层；在P型半导体层之上沉积预设厚度的阻挡层材料，得到材料层，对材料层进行黄光处理，去除至少部分的阻挡层材料,形成位于P型半导体层之上的电流阻挡层，以及位于边缘的刻蚀液阻挡层；在P型半导体层之上制作ITO膜层，形成位于P型半导体层之上且将电流阻挡层覆盖的透明导电层；对透明导电层进行图形化处理，使透明导电层的边缘覆盖于刻蚀液阻挡层的外侧边缘处；并进行电极制作，得到LED芯片。解决了现有技术中ITO在退火过程中存在晶体结构差异，造成ITO边缘局部刻蚀速率不同，从而造成边缘呈不规则形貌，使得放电不均匀，影响LED芯片使用寿命的技术问题。

技术研发人员：周志兵,张星星,林潇雄,胡加辉,金从龙
受保护的技术使用者：江西兆驰半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22