[发明专利]一种GaN基发光二极管芯片的制备方法

说明书

一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，属于光电子技术领域，通过在p型GaN层的表面先刻蚀大台面结构，再生长电流阻挡层，然后经过光刻腐蚀电流阻挡层，蒸镀透明导电膜，光刻小台图形，生长SiO₂钝化层，然后在钝化层上甩匀光刻胶、曝光和显影，制作出P型电极和N型电极结构图形，在经过干法刻蚀钝化层，之后再刻蚀掉不导电层。本发明通过O₂等离子体轰击光刻胶，刻蚀后不去胶，通过离子体轰击光刻胶的方法直接将大台图形轰击为小台图形，光刻大台和光刻小台步骤只需要甩一边胶、一次光刻即可，减少了光刻的步数，同时也避免了因为多一步光刻步骤而容易出现的过腐蚀、曝光异常等常见光刻异常，提高了产品良率。

技术领域

本发明涉及一种GaN基发光二极管芯片的制备方法，属于光电子技术领域。

背景技术

光刻胶是主要由感光树脂、增感剂(见光谱增感染料)和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化。经适当的溶剂处理，溶去可溶性部分，得到所需图像。

光刻胶根据其化学反应机理和显影原理，可分负性光刻胶和正性光刻胶两个种类。光照后形成不可溶物质的是负性光刻胶；对某些溶剂是不可溶的，经光照后变成可溶物质的即为正性光刻胶，而光照后形成不可溶物质的是负性光刻胶；所以可以利用这种性能，将光刻胶作涂层，就能在蓝宝石表面刻蚀所需的芯片图形。

光刻胶基于感光树脂的化学结构，光刻胶可以分为三种类型。

①光聚合型

采用烯类单体，在光作用下生成自由基，自由基再进一步引发单体聚合，最后生成聚合物，具有形成正像的特点。

②光分解型

采用含有叠氮醌类化合物的材料，经光照后会发生光分解反应，由油溶性变为水溶性，可以制成正性胶。

③光交联型

采用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其分子中的双键被打开，并使链与链之间发生交联，形成一种不溶性的网状结构，而起到抗蚀作用，这是一种典型的负性光刻胶。

随着LED(发光二极管)的发展，越来越多的技术应用在LED之中，随着透明导电膜、钝化层、电流阻挡层等薄膜应用在LED管芯技术中，从而使LED管芯的光电性能得到了很大的提高，在这其中，光刻技术发挥了很大的作用，在正常的工艺流程中，每生长一次薄膜都需要进行一次光刻，经过光刻技术处理的电流阻挡层(CBL)、透明导电层(ITO)，钝化层才可以形成各种各样的图形，但随着这些技术的加入，管芯的制作方法越来越复杂，步骤越来越繁琐，每次正常的管芯流程都需要进行多次光刻，而制作工艺的复杂往往也会导致异常的增多。

目前GaN基发光二极管芯片的制备工艺依次在GaN表面生长电流阻挡层、透明导电层、钝化层，每生长一层薄膜都需要光刻技术进行处理，整个过程步骤繁琐，耗时过长，效率较低且成本偏高，在目前LED市场上的竞争不具备优势。常规工艺流程如下：蒸镀CBL→光刻CBL(甩胶→曝光→显影→腐蚀→去胶)→蒸镀ITO→退火→光刻小台(甩胶→曝光→显影→腐蚀→去胶)→光刻大台(甩胶→曝光→显影→坚膜)→ICP刻蚀→去胶→打胶→PECVD→光刻电极→蒸镀电极。具体制备步骤如下：

(1)首先在GaN基外延片的p型GaN层生长以SiO2为主要成分的CBL(电流阻挡层)，然后进行光刻步骤光刻出CBL图形；

(2)在晶片表面生长ITO，并进行ITO退火，厚度为1500埃。

(3)在ITO表面，甩匀正性光刻胶，经过曝光、显影、腐蚀、去胶后做出小台图形；

(4)将做完小台图形的晶片经过甩匀光刻胶、曝光、显影、坚膜步骤后做出大台；