[發明專利]一種半導體芯片的制作方法

在審

• 申請號: 201710061857.8
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN106784198A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 徐平
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/36;H01L33/38
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙)43214
• 代理人: 鄭雋,周曉艷

技術領域

本發明涉及半導體LED領域，特別地，涉及一種能提高半導體芯片發光亮度的芯片制作方法。

背景技術

相較于內量子效率而言，GaN基LED的外量子效率和光提取效率還有待進一步的技術突破來取得提高。光提取效率和外量子效率在本質上是一致的，而造成GaN基LED外量子效率和光提取效率較低的原因主要包括晶格缺陷對光的吸收、襯底對光的吸收以及光在射出過程中的全反射、材料層中的波導效應等。由目前的研究可知，影響光子逸出主要有以下原因：1、大部分光子在半導體與外部界面上由于全反射而回到半導體內部，全反射光被活性層自身、基板、電極等吸收而無法射出，因此，一般LED芯片的外部取光效率比內量子效率低很多；2、P-GaN半透明金屬接觸電極層對光的吸收，它能吸收約30％的出射光線；3、N電極、P電極上鍵合焊點和引線對出射光線的遮擋；4、藍寶石襯底對出射光的吸收。

針對影響外量子效率的因素，目前主要通過下列技術方案來提高GaN基LED的外量子效率，例如倒裝焊技術(flip chip)、生長分布布喇格反射層(DBR)結構和高反射鏡面電極、表面粗化技術、襯底剝離技術(Laser lift off)、制作電流阻擋層等。以上方案也存在一些不足之處，倒裝焊技術和襯底剝離技術難度較高，成本較大；DBR需要大型機臺成本較高。因此，還需要一種更適合實用的技術方案來提高GaN基LED的外量子效率。

發明內容

本發明目的在于提供一種半導體芯片的制作方法，以解決GaN基LED的外量子效率不高的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種半導體芯片的制作方法，包括步驟：

A、在襯底材料上制作外延層：

B、在外延層上制作導電擴展層：導電擴展層的成分為銦錫氧化物，其成分比例為銦錫比95:5，膜層厚度為

C、在外延層上刻蝕出相應晶粒圖形，露出N型GaN層臺階：刻蝕深度1-2μm，切割道的寬度在10μm-30μm之間。

優選的，還包括：

在N型GaN層臺階上制作N型電極，N型電極線的寬度3-10μm。

優選的，所述N型電極厚度1-4μm。

優選的，步驟C中，用FeCl₃與HCl的混合溶液濕法蝕刻掉暴露的導電擴展層。

優選的，步驟A中，所述襯底材料為藍寶石、碳化硅、硅中的任意一種。

優選的，電極制作完后，在芯片表面沉積一層絕緣保護膜，保護膜層厚度

優選的，所述絕緣保護膜的膜層材料包括氧化硅、氮化硅、氧化鋁中的任意一種絕緣透明材料。

本發明具有以下有益效果：

本發明通過改變起導電作用的金屬電極的大小和寬度來減少對光的吸收，達到提升芯片外量子效率的目的。

隨著芯片電極線寬的縮窄，LED芯片的發光亮度明顯上升。這是因為電極的成分主要為金屬，金屬對光有較強的吸收，線寬變窄后，擋光面積變小，有利于光的射出，采用該方法提升芯片的發光亮度簡單易行，易于大批量量產。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是本發明優選實施例的N型電極線的寬度示意圖；

其中，1、N型電極，2、N型電極線，H、N型電極線的寬度。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以根據權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

參見圖1，本發明技術方案步驟如下：

步驟一、在外延襯底上生長外延層，將襯底表面清潔后先沉積緩沖層，然后生長N型GaN層，接著生長多量子阱和P型GaN層。

步驟二、在外延層上制作芯片圖形，用干法刻蝕設備ICP刻蝕出臺階，露出N型GaN層，刻蝕深度1-2μm，切割道的寬度在10μm-30μm之間。

步驟三、在晶圓表面蒸鍍一層氧化銦錫薄膜，薄膜厚度腔體溫度150-350℃，氧氣流量5-15sccm，真空度10^-5-10^-7。

步驟四、在導電擴展層表面制作P電極，在N型臺階上制作N電極，電極厚度1-4μm，電極制作完后，在芯片表面沉積一層絕緣保護膜，保護膜層厚度膜層材料包括氧化硅、氮化硅、氧化鋁等絕緣透明材料。