[发明专利]一种发光二极管芯片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管芯片的制造方法，尤其是指提高芯片寿命的制造方 法。

背景技术

发光二极管具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色 显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率发光二极管可能实现半导体固态 照明，引起人类照明史的革命，从而逐渐成为目前电子学领域的研究热点。

发光二极管(LED)在长时间点亮的情况下，会因为热量等一些原因导致亮 度下降。因此，在发光二极管用于室内外照明时，除了发光效率，寿命也是很重 要的一个参考值。LED的寿命定义为器件输出光功率P下降到初始值P0的50％ (即光衰率达50％)时的总工作时间。典型寿命为11年以上。

中国专利公开号为CN101071833，公开日为2007年11月14日，名称为“发 光二极管”的申请案通过使用由聚二甲基硅酮和发光二极管封装用固化剂按比例 形成的调配物在发光二极管晶粒的光出射面上形成一层含有聚二甲基硅酮的透 光介质，降低了发光二极管的光衰率，可达到提高发光二极管寿命的目的。有研究 表明，大功率LED的光输出随时间的衰减呈指数规律，缺陷的生长和无辐射复合 中心的形成，荧光粉量子效率的降低，静电的冲击，电极性能不稳定，以及封装体 中各成分之间热膨胀系数失配引起的机械应力都可能导致大功率LED的失效， 影响LED的寿命。通常光输出的衰减还与工作电流有关，降低工作电流会减缓光 输出的退化速度，并延长工作寿命。

发光二极管一般为在蓝宝石等衬底上依次层叠了n型氮化物半导体层、有源 层、p型氮化物半导体层的构造。另外，在p型氮化物半导体层上配置有p电极， 在n型氮化物半导体层上配置有n电极，如图1所示。这种构造通常是利用光刻 及刻蚀等工艺除去了p型氮化物半导体层、有源层和n型氮化物半导体层的一部 分，在露出的n型氮化物半导体层上制备n电极。然而，这些半导体层在经刻蚀 之后，侧壁的有源层的量子阱部分便会曝露出来，同时侧壁的n型氮化物半导体 层、有源层、p型氮化物半导体层都会受到不同程度的损伤。这种刻蚀损伤很可 能导致LED的失效，严重影响LED的寿命。

鉴于此，实有必要提供一种发光二极管芯片的制备工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种发光二极管芯片的制造方法，可使上 述损伤的部分得到恢复，从而改善芯片的寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种发光二极管芯片的制造方法，包括以下步骤：

步骤一，在衬底上制备半导体外延层，该层至少包括n型氮化物半导体层、 位于n型氮化物半导体层上的有源层、以及位于有源层上的p型氮化物半导体层；

步骤二，在所述半导体外延层的p型氮化物半导体层上制备透明导电层；

步骤三，利用光刻及刻蚀技术对步骤二所得结构进行局部刻蚀，使部分n 型氮化物半导体层露出；

步骤四，利用N₂O对所得结构的表面及透明导电层进行处理；

步骤五，在n型氮化物半导体层上制备n电极，在p型氮化物半导体层上制 备p电极；

步骤六，在步骤五所得的结构上表面制备SiO₂保护膜，只露出n电极及p 电极。

进一步地，所述步骤四为利用等离子设备，对刻蚀后的芯片结构进行N₂O等 离子体处理。所述的等离子设备是等离子其相沉积设备或等离子刻蚀设备。

进一步地，所述步骤四中，N₂O流量为400-600sccm，温度为200-400℃，工 作气压为100-150Pa，功率为20-50W，时间为5-10min。

优选为N₂O流量为500sccm，温度为200℃，工作气压为133Pa，功率为20W， 时间为9min。

进一步地，所述的n型氮化物半导体层为n型氮化镓层，所述的p型氮化物 半导体层为p型氮化镓层。

进一步地，所述的透明导电层为ITO层或Ni/Au层。

作为本发明的优选方案之一，在步骤五之前，对步骤四所得结构进行退火。

作为本发明的优选方案之一，在步骤四之前，对步骤三所得结构进行退火。

进一步地，所述退火的温度为300-600℃，时间为5-20min。