本发明专利技术涉及一种新型AlGaInP四元LED芯片制备方法，该方法包括(1)在外延片的表面蒸镀ITO；(2)在ITO的表面制备光刻胶图形；(3)对光刻胶图形进行ICP刻蚀，刻蚀至ITO表面的光刻胶完全消耗；缺少光刻胶保护的ITO区域产生了深刻蚀，形成开孔区域；被光刻胶保护的ITO区域产生了浅刻蚀，形成粗化区域；(4)在外延片的表面再次蒸镀ITO；(5)制备P面金属电极图形；(6)利用电子束蒸发法蒸镀P面金属电极；(7)研磨衬底；(8)蒸镀N面金属电极；(9)切割获得独立的芯片。该制备方法采用干法刻蚀进行粗化，此种方法不使用粗化液，无需进行去胶作业，具有时效快、成本低、环保等特点。环保等特点。环保等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种新型AlGaInP四元LED芯片制备方法
[0001]本专利技术涉及一种新型AlGaInP四元LED芯片制备方法，属于光电子
技术介绍
[0002]LED作为21世纪的照明新光源，同样亮度下，半导体灯耗电仅为普通白炽灯的l/10，而寿命却可以延长100倍。LED器件是冷光源，光效高，工作电压低，耗电量小，体积小，可平面封装，易于开发轻薄型产品，结构坚固且寿命很长，光源本身不含汞、铅等有害物质，无红外和紫外污染，不会在生产和使用中产生对外界的污染。因此，半导体灯具有节能、环保、寿命长等特点，如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，也将是大势所趋。无论从节约电能、降低温室气体排放的角度，还是从减少环境污染的角度，LED作为新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。
[0003]AlGaInP材料体系最初是被用来制造可见光的激光二极管，首先由日本研究人员在二十世纪八十年代中期提出。那个时期的LED及LD器件，通常使用与GaAs衬底匹配的Ga
0.5
In
0.5
P作为有源发光区，发光波长为650nm，在四元激光笔与DVD、播放机中得到广泛应用。后来，研究人员发现在GaInP中引入Al组分可以进一步缩短发光波长，但是，如果Al含量过高将会导致器件的发光效率急剧下降，因为当GaInP中的Al含量超过0.53时，AlGaInP将变为间接带隙半导体，所以AlGaInP材料一般只用来制备发光波长570nm以上的LED器件。1997年，世界上第一支多量子阱(MQW)复合布拉格反射镜(DBR)结构的AlGaInP基LED诞生，基于此种结构设计的LED器件至今仍占据了LED低端市场的很大份额。
[0004]铝镓铟磷(AlGaInP)系材料发展迅速被用来制作高功率高亮度红光及黄光LED。虽然现在AlGaInP系材料制造的红光LED已经商业化生产，以四元合金材料作为多量子阱有源区的LED具有极高的内量子效率。然而，由于受材料本身折射率的局限，传统AlGaInP
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LED的外量子效率极低，为提高外量子效率，对出光面进行粗化，改善出光角。
[0005]通常进行AlGaInP四元芯片粗化，是对表面GaP层进行腐蚀处理，形成凹凸不平的表面，相当于增加了出光面积。中国专利文件CN104078535提供一种反极性AlGaInP基LED侧壁粗化方法，其首先利用现有的光刻工艺对反极性AlGaInP基LED的mesa图形外延片进行曝光与显影，在所述mesa图形外延片四周形成定周期性边缘图形；再使用含饱和Br2的去离子水显影完成的外延片进行腐蚀，腐蚀完成后按照常规工艺进行清洗、去胶处理，从而实现LED侧壁粗化；但是该专利技术提供的方法需要进行去胶作业，由于受溶液温度、时间、比例等的影响，存在粗化效果不重复的问题，涉及液体回收对环保要求严格，造成整体作业费时费力效果不佳。
[0006]另外，常规的干法刻蚀粗化，需要单独的掩膜、利用掩膜完成粗化，且现有干法刻蚀只是对表面进行粗化。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种新型AlGaInP四元LED芯片的制备方法，适
用于正极性AlGaInP四元LED芯片制备，该制备方法采用干法刻蚀进行粗化，此种方法不使用粗化液，无需进行去胶作业，具有时效快、成本低、环保等特点。
[0008]术语说明：
[0009]1.ICP：Inductively Coupled Plasma，电感耦合等离子体。
[0010]本专利技术的技术方案为：
[0011]一种新型AlGaInP四元LED芯片制备方法，该制备方法包括：
[0012](1)在外延片的表面蒸镀ITO，所述外延片包括自下到上依次设置的GaAs衬底、缓冲层、N型层、量子阱和P型层；
[0013](2)在ITO的表面制备光刻胶，利用光刻工艺制备光刻胶图形；
[0014](3)根据步骤(2)制备的光刻胶图形进行ICP刻蚀，刻蚀至ITO表面的光刻胶完全消耗；缺少光刻胶保护的ITO区域产生了深刻蚀，形成开孔区域；被光刻胶保护的ITO区域产生了浅刻蚀，形成粗化区域；
[0015]通常的干法刻蚀粗化，需要单独的掩膜，利用掩膜完成粗化，本专利技术中光刻胶作为一种掩膜起到两个作用，第一、掩膜未覆盖的区域，会被完全刻蚀，实现在外延片表面深刻蚀进行开孔，形成电流阻挡层；第二、掩膜覆盖的区域，由于刻蚀速率差别，会先把掩膜刻蚀掉，紧接着把外延片的表面粗化；即利用光刻胶作为掩膜，同时达到了两个目的。
[0016](4)在外延片的表面再次蒸镀ITO；
[0017](5)制备光刻胶，制备P面金属电极图形；
[0018](6)利用电子束蒸发法蒸镀P面金属电极；
[0019](7)研磨衬底；
[0020](8)在研磨后衬底的表面蒸镀N面金属电极；
[0021](9)通过切割，获得独立的芯片。
[0022]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，深刻蚀的刻蚀深度0.2
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0.3μm，浅刻蚀的刻蚀深度0.05
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0.1μm。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，根据步骤(2)制备的光刻胶图形分时间段调控ICP刻蚀的气体、ICP刻蚀的功率进行ICP刻蚀，获得不同的粗化结构。分步骤进行调控实现对粗化结构的调控。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，ICP刻蚀的气体是Ar、Cl2、BCl3、HBr中至少一种气体与O2的混合气体。通过调控ICP刻蚀的气体的成分，改变刻蚀的速率，实现对粗化结构的调控。
[0025]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，ICP刻蚀的功率为100
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800W。通过调控ICP刻蚀的功率，改变刻蚀的速率，实现对粗化结构的调控。
[0026]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，ITO的厚度
[0027]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，光刻胶的厚度0.2
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1μm。
[0028]根据本专利技术优选的，步骤(4)中，再次蒸镀的ITO的厚度0.1
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0.3μm；进一步优选的，再次蒸镀ITO的厚度为0.05
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0.2μm。
[0029]根据本专利技术优选的，步骤(6)中，P面金属电极的材料是Al、Au、AuCu、TiAl中任一种。
[0030]根据本专利技术优选的，步骤(7)中，衬底研磨至厚度为120
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180μm。
[0031]根据本专利技术优选的，步骤(8)中，N面金属的材料为Ni\Ge\Au合金、Ni\Ge合金、Ge\Au合金、Ni\Au合金中任一种。
[0032]本专利技术的有益效果为：
[0033]1.本专利技术中，光刻胶作为一种掩膜起到两个作用，第一、掩膜未覆盖的区域，会被完全刻蚀，实现在外延片表面深刻蚀进行挖洞，形成电流阻挡层；第二、掩膜覆盖的区域，由于刻蚀速率差别，会先把掩膜刻蚀本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型AlGaInP四元LED芯片制备方法，其特征在于，该制备方法包括：(1)在外延片的表面蒸镀ITO，所述外延片包括自下到上依次设置的GaAs衬底、缓冲层、N型层、量子阱和P型层；(2)在ITO的表面制备光刻胶，利用光刻工艺制备光刻胶图形；(3)根据步骤(2)制备的光刻胶图形进行ICP刻蚀，刻蚀至ITO表面的光刻胶完全消耗；缺少光刻胶保护的ITO区域产生了深刻蚀，形成开孔区域；被光刻胶保护的ITO区域产生了浅刻蚀，形成粗化区域；(4)在外延片的表面再次蒸镀ITO；(5)制备光刻胶，制备P面金属电极图形；(6)利用电子束蒸发法蒸镀P面金属电极；(7)研磨衬底；(8)在研磨后衬底的表面蒸镀N面金属电极；(9)通过切割，获得独立的芯片。2.根据权利要求1所述的一种新型AlGaInP四元LED芯片制备方法，其特征在于，步骤(3)中，深刻蚀的刻蚀深度0.2
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0.3μm，浅刻蚀的刻蚀深度0.05
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0.1μm。3.根据权利要求1所述的一种新型AlGaInP四元LED芯片制备方法，其特征在于，步骤(3)中，根据步骤(2)制备的光刻胶图形分时间段调控ICP刻蚀的气体、ICP刻蚀的功率进行ICP刻蚀，获得不同的粗化结构。4.根据权利要求1或3所述的一种新型AlGaInP四元...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭璐，王彦丽，郑波，
申请(专利权)人：山东浪潮华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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