[发明专利]一种防短路LED芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防短路LED芯片及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：在蓝宝石衬底上依次生长N型半导体层、发光层和P型半导体层；在P型半导体层上依次沉积SiO₂薄膜和光刻胶层；采用氢氟酸腐蚀处理SiO₂薄膜；基于光刻胶层的图形，采用ICP刻蚀N型半导体层至P型半导体层，刻蚀后去除光刻胶层；采用ICP‑mesa刻蚀发光层和P型半导体层，刻蚀后去除SiO₂薄膜；在P型半导体层上依次沉积ITO薄膜、保护层以及金属电极，制得防短路LED芯片。本发明通过先依次沉积SiO₂薄膜和光刻胶层，再对SiO₂薄膜进行腐蚀，使后续刻蚀过程中能够形成两个台阶结构，避免了现有工艺中LED芯片出现短路的问题；同时，工艺流程简单，有效降低了制备成本。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是一种防短路LED芯片及其制备方法。

背景技术

半导体发光二极管被广泛应用于固态照明光源，其绿色节能的特点被普遍关注，其具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、体积小可平面封装等优点，特别是以氮化物为基础的蓝色发光二极管的研制成功，使得发光二极管可以实现全色彩发光，并逐步迈向白光照明时代。目前发光二极管在汽车内外灯光、显示器背光、室外景观照明，便携式系统闪光灯、投影仪光源、广告灯箱、电筒、交通灯等领域都有广泛应用。

目前，传统LED，尤其是倒装LED，为了避免在锡膏或银胶等方式封装后，因P电极与mesa刻蚀区相连导致短路，通常采用SiO₂等绝缘透明材料包覆N-GaN刻蚀区，或者将N-GaN刻蚀区再次刻蚀到衬底表面，形成刻蚀隔离区(Isolation belt)，杜绝短路风险。但是N-GaN刻蚀和隔离区刻蚀通常需要进行两次光刻和刻蚀，浪费原物料和时间。故需要提出一种新的外延生长方法以解决上述现有问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防短路LED芯片及其制备方法，用于解决现有倒装LED制备工艺容易导致短路的问题。

为解决上述技术问题，本发明所提供的第一解决方案为：一种防短路LED芯片制备方法，包括如下步骤：S1，在蓝宝石衬底上依次生长N型半导体层、发光层和P型半导体层；S2，在P型半导体层上依次沉积SiO₂薄膜和光刻胶层，光刻胶层的垂直投影面积小于SiO₂薄膜的垂直投影面积；S3，采用氢氟酸腐蚀处理SiO₂薄膜，至SiO₂薄膜的垂直投影面积小于光刻胶层的垂直投影面积；S4，基于光刻胶层的图形，采用ICP刻蚀N型半导体层至P型半导体层，刻蚀后去除光刻胶层；S5，采用ICP-mesa刻蚀发光层和P型半导体层，刻蚀后去除SiO₂薄膜；S6，在P型半导体层上依次沉积ITO薄膜、保护层以及金属电极，制得防短路LED芯片。

优选的，N型半导体层为N型GaN层，P型半导体层为P型GaN层。

优选的，S2步骤中，SiO₂薄膜的厚度为

优选的，光刻胶层的厚度为

其中，S4步骤刻蚀完成后，蓝宝石衬底与N型半导体层之间形成第一台阶结构。

其中，S5步骤刻蚀完成后，N型半导体层与发光层之间形成第二台阶结构。

优选的，S6步骤中，保护层为氧化硅钝化层。

其中，保护层覆盖第一台阶结构、第二台阶结构以及ITO薄膜。

其中，金属电极包括n电极和p电极，n电极贯穿保护层后与n型半导体层连接，p电极贯穿保护层后与ITO薄膜连接。

为解决上述技术问题，本发明所提供的第二解决方案为：一种防短路LED芯片，该防短路LED芯片由前述第一解决方案中的防短路LED芯片制备方法制备得到。