[發明專利]一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片的返工方法

在審

• 申請號: 202010985698.2
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN114203862A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 徐曉強;程昌輝;吳向龍;閆寶華;王成新
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/14;H01L33/36;H01L33/46
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

本發明涉及一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片的返工方法，包括：(1)制作鍵合片：鍵合片是指鍵合的永久性襯底結構及臨時襯底結構，永久性襯底結構包括自下而上的硅永久性襯底、第二反射鏡層、金屬粘附層，臨時襯底結構包括自下而上的第一反射鏡層、電流阻擋層、P型GaAs層、P型AlGaInP層、量子阱層、N型AlGaInP層、N型GaAs層、阻擋層、緩沖層、GaAs臨時襯底，電流阻擋層內還設置有P型歐姆接觸點；(2)返工處理：將永久性襯底結構及臨時襯底結構分開，并去除第一反射鏡層；(3)制作后續管芯；本發明有效的返工制作方法提高了倒裝芯片的最終管芯良率。

技術領域

本發明涉及一種反極性GaAs基AlGaInP紅光發光二極管芯片返工的具體制作方法，屬于半導體加工技術領域。

背景技術

高亮度大功率型的AlGaInP紅光LED是最近幾年來廣泛發展的一種常見可見光LED,AlGaInP四元紅光LED具有電流承受能力強、發光效率高以及耐高溫等諸多優點，在照明、顯示、指示燈中的應用具有不可替代的地位，廣泛應用于照明的各個領域。AlGaInP四元紅光LED傳統工藝，外延結構包括臨時襯底層、緩沖層、阻擋層、N型砷化鎵歐姆接觸層、量子阱層、P型AlGaInP限制層、P型GaAs層，使用Si片作為置換和固定的永久性襯底，P型電極生長在裸露的AlGaInP層上，P型電極材料一般為Cr、Ni、Ge作為接觸層,Ti、Pt作為過渡層，Al、Au最為主電極層進行電極結構的制作。為了取的較高亮度的LED芯片，通常在歐姆接觸點的上方和永久襯底上制作金屬反射鏡，并將兩者通過粘附金屬層進行鍵合在一起，來達到置換襯底的目的。

GaAs基AlGaInP紅光LED的制作一般按照如下具體步驟進行：1)臨時襯底結構制作：外延片作為臨時襯底，進行外延結構生長；然后在外延結構上制作橫向電流阻擋層，P型電極窗口層的歐姆接觸層，金屬反射鏡層；2)永久襯底結構制作：在永久襯底片上生長反射鏡層和金屬粘附層；3)鍵合、去臨時襯底：將步驟1)和步驟2)制作完成的結構通過高溫鍵合在一起，使用腐蝕液或者物理磨片方法將外延片上的GaAs襯底和緩沖層去除；4)finger制作：在步驟3)制作完成的重摻GaAs表面制作金屬層，通過腐蝕方法制作出金屬finfer(擴展電極)，并將重摻GaAs除finger之外區域腐蝕出來，露出底層的N型AlGaInP粗化層，并進行金屬的合金；5)粗化、刻槽：將finger區域進行保護，其它區域進行粗化制作，并進行刻槽處理；6)P面電極制作：在P面區域通過剝離或者腐蝕的方法制作出P面金屬電極；7)永久襯底減薄：將永久襯底硅片的背面通過化學或者物理方式，減薄到適合劃裂的厚度；8)在減薄的一面進行N面電極制作；9)將步驟8)制作完成的晶片使用激光劃片機和裂片機，劃裂成單顆管芯。整個制作過程較為繁瑣，制程步驟較多，每一步作業時出錯概率也比較大。尤其是鍵合和反射鏡層的蒸鍍，作為反極性產品倒裝結構的最重要的一個工步，制作過程相對較為困難，出現異常的概率也相對較高，而外延片本身成本較高，直接報廢的話損失較大，這樣在制作時為了減少損失，對外延片從反射鏡層部分可以嘗試針對性的返工處理，來避免外延片材料的損失，但是，本身制作過程的復雜化，也使得該方法較為難以實現，目前，半導體業內，通過檢索，未發現有相關性較大及類似實現方法。

中國專利文獻CN106098867A(201610524743.8)提出了一種提高LED芯片返工效率的芯片返工方法，其步驟為：清洗需要返工的LED芯片，通過濕法化學刻蝕工藝去除清洗后LED芯片的P型電極和N型電極，將電極圖形從光罩上轉移到LED芯片表面并露出待蒸鍍P型電極區域和N型電極區域，制作P型電極和N型電極。但是，該專利主要針對正極性的LED芯片的返工，對于復雜的GaAs基四元反極性倒裝芯片的制作過程的返工沒有涉及，而且也是常規的針對電極的返工處理方法。

綜上所述，需要研究一種針對反極性GaAs基AlGaInP四元倒裝結構紅光LED在鍵合過程或者鍵合前工序出現異常時，有效的返工制作方法，以提高倒裝芯片的最終管芯良率。

發明內容