CN116565093A - 一种led芯片制备方法及led芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LED芯片制备方法及LED芯片,方法包括步骤一,提供一外延片,在外延片上刻蚀出第一指定图形,并在外延片上沉积电流阻挡层,对电流阻挡层进行光刻,以使电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片;步骤二,在第一半成品芯片上生长铜网格透明电极,并使铜网格透明电极的形状为第三指定图形,得到第二半成品芯片;步骤三,按照第四指定图形在第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,并按照金属电极图形在第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极,得到第三半成品芯片;步骤四,在第三半成品芯片上生长绝缘层,得到成品LED芯片。本发明在不影响LED发光效率的前提下降低了LED芯片的制备成本。
Description
技术领域
本发明涉及LED芯片制备技术领域,特别涉及一种LED芯片制备方法及LED芯片。
背景技术
LED芯片是一种固态的半导体器件,LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
常规正装LED芯片目前主流技术路线为5道光刻(mask):分别为Mesa光刻、电流阻挡层(Current barrier layer)光刻、氧化铟锡光刻、PAD金属光刻、SiO2光刻。目前广泛应用的氧化铟锡透明电极材料为氧化铟锡(In2O3:Sn,氧化铟锡),具有较高的透光率和较低的方块电阻(T≈90%,Rs≈10Ω/sq)。
现有技术当中,在LED芯片制备的过程中,氧化铟锡原材料中的铟为稀缺材料,价格昂贵,且氧化铟锡材料加工方式主要包括磁控溅射、化学气象沉积、射频沉积等高真空高温条件,制作成本高,从而导致LED芯片的成本较高,且氧化铟锡是一种质地较脆的陶瓷材料,受到拉伸、弯折等形变时内部结构容易发生变化,无法满足柔性透明电极需求,并且采用其它材质代替氧化铟锡时,会产生吸光的问题,从而导致LED芯片的发光效率降低。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种LED芯片制备方法及LED芯片,以至少解决上述现有技术当中的不足。
本发明提供一种LED芯片制备方法,包括:
所述方法包括:
步骤一,提供一外延片,在所述外延片上刻蚀出第一指定图形,并在所述外延片上沉积电流阻挡层,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片,其中所述第二指定图形为若干个圆形;
步骤二,在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形,得到第二半成品芯片;
步骤三,按照第四指定图形在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极,得到第三半成品芯片;
步骤四,在所述第三半成品芯片上生长绝缘层,得到成品LED芯片。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过在第一半成品芯片上生长铜网格透明电极,以使铜网格透明电极代替了传统的氧化铟锡层,由于铟为稀缺材料,价格昂贵,因此采用铜网格透明电极代替氧化铟锡层,有效降低了LED芯片的制备成本,并且铜网格透明电极中的铜本身具有较好的延展性,因此在受到拉伸弯折时,其内部结构不易产生变形,而通过将电流阻挡层的形状沉积为第二指定图形,也就是若干个圆形,若干个圆形的电流阻挡层与铜网格透明电极的折射率不同,因此可以有效降低了铜网格透明电极的吸光效应,使得该LED制备方法制备的LED芯片不仅有效降低了LED芯片的生产成本,而且使得LED芯片的发光效率不受影响。
进一步的,所述外延片包括依次层叠的衬底、N型GaN层、量子阱层及P型GaN层。
进一步的,在所述步骤一中,所述在所述外延片上刻蚀出第一指定图形的步骤包括:
清洁所述外延片,在所述外延片上进行Mesa光刻,以在所述外延片上得到所述第一指定图形,并进行电感耦合等离子体刻蚀,所述电感耦合等离子体刻蚀完成后,去除所述Mesa光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,所述电感耦合等离子体刻蚀的深度为1μm-1.2μm。
进一步的,在所述步骤一中,所述并在所述外延片上沉积电流阻挡层,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片的步骤包括:
在所述外延片的上表面沉积二氧化硅,以使所述二氧化硅作为所述电流阻挡层,将所述电流阻挡层按照所述第二指定图形进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为所述第二指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述外延片,得到所述第一半成品芯片;
其中,所述电流阻挡层的厚度为210nm-360nm。
进一步的,在所述步骤二中,所述在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形的步骤包括:
在所述第一半成品芯片上生长所述铜网格透明电极,并对所述铜网格透明电极依次进行光刻、湿法腐蚀,以使所述铜网格透明电极的形状为所述第三指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,所述铜网格透明电极的厚度为50nm-200nm。
进一步的,在所述步骤二中,所述铜网格透明电极的制备方法为:
在所述第一半成品芯片上通过电子束蒸发形成一层铜膜;
将聚乙烯醇缩丁醛粉末溶解于乙醇溶液中,得到混合溶液,并通过磁力搅拌对所述混合溶液进行搅拌,得到电纺聚合物溶液;
在铜膜上电纺沉积聚乙烯醇缩丁醛纤维,并通过丙酮溶剂进行退火;
用刻蚀液对所述铜膜进行刻蚀,刻蚀掉未覆盖在所述铜膜上的所述聚乙烯醇缩丁醛纤维,得到所述铜网格透明电极;
其中,所述刻蚀液为氯化铁及盐酸的混合溶液。
进一步的,所述刻蚀液中的氯化铁与盐酸的成分比为10:1至12:1。
进一步的,在所述步骤三中,所述按照第四指定图形在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极的步骤之后,所述方法包括:
剥离所述蒸镀时未形成所述P金属电极或所述N金属电极的金属,去除所述第二半成品芯片上在所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第二半成品芯片;
其中,所述P金属电极与所述N金属电极的厚度均为2μm-3μm。
进一步的,在所述步骤四中,所述在所述第三半成品芯片上生长绝缘层的步骤包括:
在所述第三半成品芯片上沉积二氧化硅层,以使所述二氧化硅层作为所述绝缘层,对所述绝缘层进行光刻,以使所述绝缘层的形状为第五指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并进行清洗;
其中,所述绝缘层的厚度为80nm-230nm。
本发明还提供一种LED芯片,所述LED芯片根据上述的LED芯片制备方法制备得到。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的LED芯片制备方法的流程图;
图2为本发明第一实施例中的第一指定图形的结构示意图;
图3为本发明第一实施例中的第二指定图形的结构示意图;
图4为本发明第一实施例中的第三指定图形的结构示意图;
图5为本发明第一实施例中的第四指定图形的结构示意图;
图6为本发明第一实施例中的第五指定图形的结构示意图;
图7为本发明第一实施例中的成品LED芯片的俯视图;
图8为本发明第一实施例中的成品LED芯片的剖面图。
主要元件符号说明:
100、成品LED芯片;10、第一指定图形;20、第二指定图形;30、第三指定图形;40、第四指定图形;50、第五指定图形;
101、衬底;102、N型GaN层;103、量子阱层;104、P型GaN层;105、电流阻挡层;106、铜网格透明电极;107、P金属电极;108、钝化层。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1,所示为本发明第一实施例中的LED芯片制备方法,所述方法包括步骤一至步骤四:
步骤一,提供一外延片,在所述外延片上刻蚀出第一指定图形10,并在所述外延片上沉积电流阻挡层105,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形20,得到第一半成品芯片,其中所述第二指定图形为若干个圆形;
在本实施例中,第一指定图形具体为近似矩形的形状,在矩形的左上角为内凹的圆弧形,第二指定图形的形状为若干个圆形,若干个圆形的半径及分布密度可调。
具体的,所述外延片包括依次层叠的衬底101、N型GaN层102、量子阱层103及P型GaN层104。
具体的,在所述步骤一中,所述在所述外延片上刻蚀出第一指定图形的步骤包括:
清洁所述外延片,在所述外延片上进行Mesa光刻,以在所述外延片上得到所述第一指定图形,并进行电感耦合等离子体刻蚀,所述电感耦合等离子体刻蚀完成后,去除所述Mesa光刻时产生的多余的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,在对Mesa光刻完成后的外延片进行电感耦合等离子体刻蚀时,在外延片上刻蚀的深度为1μm,其目的在于将外延片上的N型GaN层裸露出来。
值得说明的是,如图2所示,所示为外延片上刻蚀出的第一指定图形的结构示意图。
具体的,在所述步骤一中,所述并在所述外延片上沉积电流阻挡层,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片的步骤包括:
在所述外延片的上表面沉积二氧化硅,以使所述二氧化硅作为所述电流阻挡层,将所述电流阻挡层按照所述第二指定图形进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为所述第二指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述外延片,得到所述第一半成品芯片;
其中,所述电流阻挡层的厚度为210nm;
需要解释的是,通过在外延片上沉积二氧化硅,使得二氧化硅可以作为电流阻挡层,在对电流阻挡层进行光刻时,按照第二指定图形对电流阻挡层进行光刻,以使电流阻挡层的形状为第二指定图形,如图3所示。
值得说明的是,在本实施例中,二氧化硅为致密高透过率的材料。在电流阻挡层按照第二指定图形光刻完之后,将多余的二氧化硅腐蚀掉,并去除掉光刻时对于的光刻胶,然后清洗外延片,得到第一半成品芯片。
可以理解的是,在此过程中,可以改变电流阻挡层的形状,使得电流阻挡层的形状按照预设的第二指定图形进行光刻。
步骤二,在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极106,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形30,得到第二半成品芯片;
在本实施例中,第三指定图形为略小于第一指定图形的近似矩形,且第三指定图形中设有一个圆形,以使若干个圆形的电流阻挡层降低铜网格透明电极的吸光效应,可以理解的是,降低铜网格透明电极的吸光效应主要是通过增加菲涅尔反射实现的,铜网格透明电极对光路的作用为透光、吸光及反射光,其中透光率是由铜网格透明电极的厚度和纳米铜线之间的间距决定的,一般来说,被铜网格透明电极直接吸收掉的光时损失掉的,反射光可以通过多次反射或折射最终射出芯片,而在铜网格透明电极的下方沉积一层为若干个圆形的第二指定图形的电流阻挡层,由于电流阻挡层采用二氧化硅制成,而二氧化硅与铜的折射率不同,会增强其菲涅尔反射,反射光占比增加,从而使得铜网格透明电极的吸光比率下降。
具体的,在所述步骤二中,所述在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形的步骤包括:
在所述第一半成品芯片上生长所述铜网格透明电极,并对所述铜网格透明电极依次进行光刻、湿法腐蚀,以使所述铜网格透明电极的形状为所述第三指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,所述铜网格透明电极的厚度为50nm。
需要解释的是,在铜网格透明电极的形状依次经过光刻、湿法腐蚀之后成为第三指定图形之后,如图4所示,此时通过腐蚀将形状为第三指定图形的铜网格透明电极多余的部分腐蚀掉,然后去除光刻蚀产生的多余的光刻胶,接着在清洗第一半成品芯片。
具体的,在所述步骤二中,所述铜网格透明电极的制备方法为:
在所述第一半成品芯片上通过电子束蒸发形成一层铜膜;
将聚乙烯醇缩丁醛粉末溶解于乙醇溶液中,得到混合溶液,并通过磁力搅拌对所述混合溶液进行搅拌,得到电纺聚合物溶液;
在铜膜上电纺沉积聚乙烯醇缩丁醛纤维,并通过丙酮溶剂进行退火;
用刻蚀液对所述铜膜进行刻蚀,刻蚀掉未覆盖在所述铜膜上的所述聚乙烯醇缩丁醛纤维,得到所述铜网格透明电极;
需要解释的是,在通过磁力搅拌混合溶液时,在室温下通过磁力搅拌对混合溶液进行搅拌,使得聚乙烯醇缩丁醛粉末充分溶解于乙醇溶液中,得到充分搅拌的电纺聚合物溶液,在通过丙酮溶剂退火时,在室温和大气压下通过丙溶剂进行退火,能够有效增强聚乙烯醇缩丁醛纤维与铜膜的粘附性,从而使得聚乙烯醇缩丁醛纤维与铜膜粘附得更加紧密。
值得说明的是,在本实施例中,刻蚀液为氯化铁与盐酸的混合溶液,其中,氯化铁与盐酸的成分比为10:1至12:1,在本实施例中,氯化铁与盐酸的成分比为10:1。
可以理解的是,通过在第一半成品芯片上形成铜网格透明电极,使得铜网格透明电极能够替代传统的氧化铟锡层,而由于氧化铟锡中的铟为稀缺材料,价格昂贵,因此在采用铜网格透明电极代替氧化铟锡,有效降低了生产成本,并且铜网格透明电极中的铜膜本身具有较好的延展性,因此在受到拉伸弯折时,其内部结构不易产生变形,而将电流阻挡层的形状沉积为第二指定图形,有效降低了铜网格透明电极的吸光效应。
步骤三,按照第四指定图形40在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极107及N金属电极,得到第三半成品芯片;
具体的,在所述步骤三中,所述按照第四指定图形在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,如图5所示,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极的步骤之后,所述方法包括:
剥离所述蒸镀时未形成所述P金属电极或所述N金属电极的金属,去除所述第二半成品芯片上在所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第二半成品芯片;
其中,所述P金属电极与所述N金属电极的厚度均为2μm。
步骤四,在所述第三半成品芯片上生长绝缘层,得到成品LED芯片;
具体的,在所述步骤四中,所述在所述第三半成品芯片上生长绝缘层的步骤包括:
在所述第三半成品芯片上沉积二氧化硅层,以使所述二氧化硅层作为所述绝缘层,对所述绝缘层进行光刻,以使所述绝缘层的形状为第五指定图形,如图6所示,去除所述光刻时产生的光刻胶,并进行清洗;
其中,所述绝缘层的厚度为80nm。
值得说明的是,在对绝缘层光刻完成之后,使用干法刻蚀或湿法刻蚀去除多余的二氧化硅层,随后进行去胶和清洗,得到成品LED芯片,成品LED芯片的俯视图如图7所示,成品LED芯片的剖面图如图8所示。
进一步的,在第三半成品芯片上沉积完成绝缘层之后,再在第三半成品芯片上沉积一层钝化层108。
综上,本发明上述实施例当中的LED芯片制备方法及LED芯片,通过在第一半成品芯片上生长铜网格透明电极,以使铜网格透明电极代替了传统的氧化铟锡层,由于铟为稀缺材料,价格昂贵,因此采用铜网格透明电极代替氧化铟锡层,有效降低了LED芯片的制备成本,并且铜网格透明电极中的铜本身具有较好的延展性,因此在受到拉伸弯折时,其内部结构不易产生变形,而通过将电流阻挡层的形状沉积为第二指定图形,有效降低了铜网格透明电极的吸光效应,使得该LED制备方法制备的LED芯片不仅有效降低了LED芯片的生产成本,而且使得LED芯片的发光效率不受影响。
实施例二
本发明第二实施例当中的LED芯片制备方法与第一实施例当中的LED芯片制备方法的不同之处在于:
在所述步骤一中,所述在所述外延片上刻蚀出第一指定图形的步骤包括:
清洁所述外延片,在所述外延片上进行Mesa光刻,以在所述外延片上得到所述第一指定图形,并进行电感耦合等离子体刻蚀,所述电感耦合等离子体刻蚀完成后,去除所述Mesa光刻时产生的多余的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,在对Mesa光刻完成后的外延片进行电感耦合等离子体刻蚀时,在外延片上刻蚀的深度为1.1μm,其目的在于将外延片上的N型GaN层裸露出来。
在所述步骤一中,所述并在所述外延片上沉积电流阻挡层,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片的步骤包括:
在所述外延片的上表面沉积二氧化硅,以使所述二氧化硅作为所述电流阻挡层,将所述电流阻挡层按照所述第二指定图形进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为所述第二指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述外延片,得到所述第一半成品芯片;
其中,所述电流阻挡层的厚度为280nm。
在所述步骤二中,所述在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形的步骤包括:
在所述第一半成品芯片上生长所述铜网格透明电极,并对所述铜网格透明电极依次进行光刻、湿法腐蚀,以使所述铜网格透明电极的形状为所述第三指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,所述铜网格透明电极的厚度为100nm。
在所述步骤三中,所述按照第四指定图形在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,如图5所示,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极的步骤之后,所述方法包括:
剥离所述蒸镀时未形成所述P金属电极或所述N金属电极的金属,去除所述第二半成品芯片上在所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第二半成品芯片;
其中,所述P金属电极与所述N金属电极的厚度均为2.5μm。
在所述步骤四中,所述在所述第三半成品芯片上生长绝缘层的步骤包括:
在所述第三半成品芯片上沉积二氧化硅层,以使所述二氧化硅层作为所述绝缘层,对所述绝缘层进行光刻,以使所述绝缘层的形状为第五指定图形,如图6所示,去除所述光刻时产生的光刻胶,并进行清洗;
其中,所述绝缘层的厚度为150nm。
综上,本发明第二实施例当中的LED制备方法,在对Mesa光刻完成后的外延片进行电感耦合等离子体刻蚀时,在外延片上刻蚀的深度为1.1μm,避免刻蚀太浅无法使PN结导通,同时也有效避免了刻蚀太深损伤外延片,将电流阻挡层的厚度设置为280nm与绝缘层的150nm厚度相配合,可以有效提升出光效果,值得说明的是,绝缘层其主要用于保护LED芯片不被污染及水汽侵入,其另外的作用在于与电流阻挡层形成DBR结构,从而会影响LED芯片的出光效率,因此将绝缘层的厚度控制在150nm,不仅能有效避免污染还能够使得LED芯片的出光效率尽可能的不受影响,P金属电极与N金属电极的厚度为2.5nm,避免了金属电极过厚而降低电压。
实施例三
本发明第三实施例当中的LED芯片制备方法与上述实施例中的LED芯片制备方法的不同之处在于:
在所述步骤一中,所述在所述外延片上刻蚀出第一指定图形的步骤包括:
清洁所述外延片,在所述外延片上进行Mesa光刻,以在所述外延片上得到所述第一指定图形,并进行电感耦合等离子体刻蚀,所述电感耦合等离子体刻蚀完成后,去除所述Mesa光刻时产生的多余的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,在对Mesa光刻完成后的外延片进行电感耦合等离子体刻蚀时,在外延片上刻蚀的深度为1.2μm,其目的在于将外延片上的N型GaN层裸露出来。
在所述步骤一中,所述并在所述外延片上沉积电流阻挡层,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片的步骤包括:
在所述外延片的上表面沉积二氧化硅,以使所述二氧化硅作为所述电流阻挡层,将所述电流阻挡层按照所述第二指定图形进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为所述第二指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述外延片,得到所述第一半成品芯片;
其中,所述电流阻挡层的厚度为360nm。
在所述步骤二中,所述在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形的步骤包括:
在所述第一半成品芯片上生长所述铜网格透明电极,并对所述铜网格透明电极依次进行光刻、湿法腐蚀,以使所述铜网格透明电极的形状为所述第三指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,所述铜网格透明电极的厚度为200nm。
在所述步骤三中,所述按照第四指定图形在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,如图5所示,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极的步骤之后,所述方法包括:
剥离所述蒸镀时未形成所述P金属电极或所述N金属电极的金属,去除所述第二半成品芯片上在所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第二半成品芯片;
其中,所述P金属电极与所述N金属电极的厚度均为3μm。
在所述步骤四中,所述在所述第三半成品芯片上生长绝缘层的步骤包括:
在所述第三半成品芯片上沉积二氧化硅层,以使所述二氧化硅层作为所述绝缘层,对所述绝缘层进行光刻,以使所述绝缘层的形状为第五指定图形,如图6所示,去除所述光刻时产生的光刻胶,并进行清洗;
其中,所述绝缘层的厚度为230nm。
综上,本发明第三实施例当中的LED制备方法,在对Mesa光刻完成后的外延片进行电感耦合等离子体刻蚀时,在外延片上刻蚀的深度为1.2μm,可以有效使得PN结导通,且不会对外延片造成损伤,而360nm的电流阻挡层与230nm的绝缘层,可以有效避免芯片被污染,且不会过于影响LED芯片的出光效率,P金属电极及N金属电极的厚度为3μm,避免过厚的金属电极降低电压而导致LED芯片出光的亮度变暗。
值得说明的是上述三个实施例中的铜网格透明电极的厚度不同,第一实施例中的铜网格透明电极的厚度为50nm,第二实施例中的铜网格透明电极的厚度为100nm,第三实施例中的铜网格透明电极的厚度为200nm,根据实验可知铜网格透明电极的厚度不同,其电阻及电压都有所不同,具体如表1所示:
表1
值得说明的是,上述三个实施例中的P金属电极与N金属电极的厚度均不同,第一实施例中的P金属电极与N金属电极的厚度均为2nm,第二实施例中的P金属电极与N金属电极的厚度均为2.5nm,第三实施例中的P金属电极与N金属电极的厚度均为3nm,其产生的电压及波长都不相同,具体请查阅表2:
表2
本发明还提出一种LED芯片,通过上述的LED芯片制备方法制备。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种LED芯片制备方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤一,提供一外延片,在所述外延片上刻蚀出第一指定图形,并在所述外延片上沉积电流阻挡层,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片,其中所述第二指定图形为若干个圆形;
步骤二,在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形,得到第二半成品芯片;
步骤三,按照第四指定图形在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极,得到第三半成品芯片;
步骤四,在所述第三半成品芯片上生长绝缘层,得到成品LED芯片。
2.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述外延片包括依次层叠的衬底、N型GaN层、量子阱层及P型GaN层。
3.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤一中,所述在所述外延片上刻蚀出第一指定图形的步骤包括:
清洁所述外延片,在所述外延片上进行Mesa光刻,以在所述外延片上得到所述第一指定图形,并进行电感耦合等离子体刻蚀,所述电感耦合等离子体刻蚀完成后,去除所述Mesa光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,所述电感耦合等离子体刻蚀的深度为1μm-1.2μm。
4.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤一中,所述并在所述外延片上沉积电流阻挡层,对所述电流阻挡层进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为第二指定图形,得到第一半成品芯片的步骤包括:
在所述外延片的上表面沉积二氧化硅,以使所述二氧化硅作为所述电流阻挡层,将所述电流阻挡层按照所述第二指定图形进行光刻,以使所述电流阻挡层的形状为所述第二指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述外延片,得到所述第一半成品芯片;
其中,所述电流阻挡层的厚度为210nm-360nm。
5.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤二中,所述在所述第一半成品芯片上的所述第二指定图形上生长铜网格透明电极,并使所述铜网格透明电极的形状为第三指定图形的步骤包括:
在所述第一半成品芯片上生长所述铜网格透明电极,并对所述铜网格透明电极依次进行光刻、湿法腐蚀,以使所述铜网格透明电极的形状为所述第三指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第一半成品芯片;
其中,所述铜网格透明电极的厚度为50nm-200nm。
6.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤二中,所述铜网格透明电极的制备方法为:
在所述第一半成品芯片上通过电子束蒸发形成一层铜膜;
将聚乙烯醇缩丁醛粉末溶解于乙醇溶液中,得到混合溶液,并通过磁力搅拌对所述混合溶液进行搅拌,得到电纺聚合物溶液;
在铜膜上电纺沉积聚乙烯醇缩丁醛纤维,并通过丙酮溶剂进行退火;
用刻蚀液对所述铜膜进行刻蚀,刻蚀掉未覆盖在所述铜膜上的所述聚乙烯醇缩丁醛纤维,得到所述铜网格透明电极;
其中,所述刻蚀液为氯化铁及盐酸的混合溶液。
7.根据权利要求6所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述刻蚀液中的氯化铁与盐酸的成分比为10:1至12:1。
8.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤三中,所述按照第四指定图形在所述第二半成品芯片上光刻出金属电极图形,并按照所述金属电极图形在所述第二半成品芯片上蒸镀出P金属电极及N金属电极的步骤之后,所述方法包括:
剥离所述蒸镀时未形成所述P金属电极或所述N金属电极的金属,去除所述第二半成品芯片上在所述光刻时产生的光刻胶,并清洗所述第二半成品芯片;
其中,所述P金属电极与所述N金属电极的厚度均为2μm-3μm。
9.根据权利要求1所述的LED芯片制备方法,其特征在于,在所述步骤四中,所述在所述第三半成品芯片上生长绝缘层的步骤包括:
在所述第三半成品芯片上沉积二氧化硅层,以使所述二氧化硅层作为所述绝缘层,对所述绝缘层进行光刻,以使所述绝缘层的形状为第五指定图形,去除所述光刻时产生的光刻胶,并进行清洗;
其中,所述绝缘层的厚度为80nm-230nm。
10.一种LED芯片,其特征在于,所述LED芯片根据权利要求1~9任一项所述的LED芯片制备方法制备得到。
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