[發(fā)明專利]深溝槽隔離的LED發(fā)光單元的電極橋接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310131166.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN103236475A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃華茂;王洪;蔡鑫;王俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/62;H01L27/15
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有深溝槽隔離的多個(gè)發(fā)光單元的大尺寸LED芯片領(lǐng)域，具體涉及深溝槽隔離的LED發(fā)光單元的電極橋接方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大功率LED芯片成為技術(shù)研發(fā)的主流。為了避免大功率LED芯片發(fā)光層的電流密度過大，可采用增加芯片發(fā)光層面積的辦法，亦即使用大尺寸LED芯片。但是，單個(gè)LED芯片的尺寸越大，發(fā)光層電流密度就越難以均勻分布，這使得未優(yōu)化設(shè)計(jì)的大尺寸LED芯片的有效發(fā)光面積變小，降低了芯片的電流注入效率。此外，單個(gè)LED芯片的尺寸越大，光線從芯片內(nèi)部出射時(shí)的逃逸路徑越長(zhǎng)，由于半導(dǎo)體材料的吸收，損耗也就越大，降低了芯片的出光效率。為提高大尺寸LED芯片的發(fā)光效率，包括電流注入效率和出光效率，一個(gè)有效的辦法就是將大尺寸的LED芯片劃分為多個(gè)小尺寸的發(fā)光單元。

對(duì)于具備多個(gè)發(fā)光單元的大尺寸LED芯片，發(fā)光單元與發(fā)光單元之間是刻蝕至襯底的深溝槽，以實(shí)現(xiàn)電學(xué)上的絕緣。溝槽的深度是整個(gè)外延層的厚度，一般是5μm~8μm。各發(fā)光單元之間通過電極橋接以串聯(lián)或者并聯(lián)的形式組成單個(gè)的大功率LED芯片。如圖1和圖3所示是大尺寸LED芯片的發(fā)光單元串聯(lián)或者并聯(lián)的一種傳統(tǒng)型電極橋接結(jié)構(gòu)，電極連接橋要跨越較深的隔離溝槽。因?yàn)長(zhǎng)ED芯片工藝中的金屬電極通常采用電子束蒸發(fā)技術(shù)來沉積，臺(tái)階側(cè)壁的覆蓋能力較差，所以深隔離溝槽側(cè)壁的金屬電極容易斷裂，使得串聯(lián)或者并聯(lián)的發(fā)光單元斷路，導(dǎo)致產(chǎn)品良率較低。

為提高電極連接橋跨越深隔離溝槽的良率，已有文獻(xiàn)報(bào)道的解決方案主要有兩種。一種方案是制備橫截面為正梯形的發(fā)光單元結(jié)構(gòu)，隔離溝槽側(cè)壁的坡度較為平緩，金屬薄膜可實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋，從而提高電極連接橋的穩(wěn)定性與可靠性。這種方案將降低大尺寸LED芯片的發(fā)光層面積。另一種方案是采用化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）技術(shù)。首先采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（PECVD）沉積SiO₂，較厚的SiO₂層覆蓋整個(gè)芯片表面將隔離溝槽填滿，但在隔離溝槽上面出現(xiàn)凹陷。然后采用CMP技術(shù)對(duì)凹凸不平的SiO₂表面進(jìn)行拋光，使得發(fā)光單元表面的半導(dǎo)體材料暴露，而隔離溝槽處的SiO₂的表面與發(fā)光單元的表面齊平。由于CMP不可避免地對(duì)發(fā)光單元表面的半導(dǎo)體材料造成物理?yè)p傷，LED芯片的電學(xué)性能和光學(xué)性能都有一定程度的下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)具有深溝槽隔離的多個(gè)發(fā)光單元的大尺寸LED芯片，公開深溝槽隔離的LED發(fā)光單元的電極橋接方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

深溝槽隔離的LED發(fā)光單元的電極橋接方法，適用于具有深溝槽隔離的多個(gè)發(fā)光單元的大尺寸LED芯片，其包括如下步驟：

（A）在發(fā)光單元的上表面、隔離溝槽的側(cè)壁和底部沉積第一層鈍化層；

（B）旋涂液態(tài)絕緣材料，發(fā)光單元之間的隔離溝槽被液態(tài)絕緣材料填滿，并在整個(gè)芯片表面形成平整的絕緣材料薄膜；

（C）在高溫下，液態(tài)絕緣材料轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)；

（D）干法刻蝕或濕法腐蝕絕緣材料薄膜，使得發(fā)光單元表面上方的第一層鈍化層暴露，而隔離溝槽處絕緣材料的表面與發(fā)光單元表面上方的第一層鈍化層的表面齊平；

（E）沉積第二層鈍化層，將隔離溝槽處的絕緣材料封閉在第一層鈍化層和第二層鈍化層之間；

（F）對(duì)于多個(gè)發(fā)光單元串聯(lián)或并聯(lián)的絕緣型襯底大尺寸LED芯片，在p型電極和n型電極所在的位置上方，采用光刻工藝并干法刻蝕或濕法腐蝕第一層鈍化層和第二層鈍化層，制備容納p型電極和n型電極的電極槽；對(duì)于多個(gè)發(fā)光單元并聯(lián)的導(dǎo)電型襯底大尺寸LED芯片，在p型電極所在的位置上方，采用光刻工藝并干法刻蝕或濕法腐蝕第一層鈍化層和第二層鈍化層，制備容納p型電極的電極槽；

（G）沉積金屬，并采用剝離技術(shù)，在電極槽內(nèi)制備電極，同時(shí)在第二層鈍化層上表面制備電極連接橋。