本發(fā)明涉及半導(dǎo)體LED領(lǐng)域，特別地，涉及一種能提高半導(dǎo)體芯片發(fā)光亮度的芯片制作方法。

背景技術(shù)：

相較于內(nèi)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(jìn)一步的技術(shù)突破來取得提高。光提取效率和外量子效率在本質(zhì)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(duì)光的吸收、襯底對(duì)光的吸收以及光在射出過程中的全反射、材料層中的波導(dǎo)效應(yīng)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(dǎo)體與外部界面上由于全反射而回到半導(dǎo)體內(nèi)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(nèi)量子效率低很多；2、P-GaN半透明金屬接觸電極層對(duì)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(diǎn)和引線對(duì)出射光線的遮擋；4、藍(lán)寶石襯底對(duì)出射光的吸收。

針對(duì)影響外量子效率的因素，目前主要通過下列技術(shù)方案來提高GaN基LED的外量子效率，例如倒裝焊技術(shù)(flip chip)、生長(zhǎng)分布布喇格反射層(DBR)結(jié)構(gòu)和高反射鏡面電極、表面粗化技術(shù)、襯底剝離技術(shù)(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(shù)和襯底剝離技術(shù)難度較高，成本較大；DBR需要大型機(jī)臺(tái)成本較高。因此，還需要一種更適合實(shí)用的技術(shù)方案來提高GaN基LED的外量子效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種半導(dǎo)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(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)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(dǎo)電擴(kuò)展層：導(dǎo)電擴(kuò)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(yīng)晶粒圖形，露出N型GaN層臺(tái)階：刻蝕深度1-2μm，切割道的寬度在10μm-30μm之間。

優(yōu)選的，還包括：

在N型GaN層臺(tái)階上制作N型電極，N型電極線的寬度3-10μm。

優(yōu)選的，所述N型電極厚度1-4μm。

優(yōu)選的，步驟C中，用FeCl₃與HCl的混合溶液濕法蝕刻掉暴露的導(dǎo)電擴(kuò)展層。

優(yōu)選的，步驟A中，所述襯底材料為藍(lán)寶石、碳化硅、硅中的任意一種。

優(yōu)選的，電極制作完后，在芯片表面沉積一層絕緣保護(hù)膜，保護(hù)膜層厚度

優(yōu)選的，所述絕緣保護(hù)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(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明通過改變起導(dǎo)電作用的金屬電極的大小和寬度來減少對(duì)光的吸收，達(dá)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(fā)光亮度明顯上升。這是因?yàn)殡姌O的成分主要為金屬，金屬對(duì)光有較強(qiáng)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(fā)光亮度簡(jiǎn)單易行，易于大批量量產(chǎn)。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)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(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

參見圖1，本發(fā)明技術(shù)方案步驟如下：

步驟一、在外延襯底上生長(zhǎng)外延層，將襯底表面清潔后先沉積緩沖層，然后生長(zhǎng)N型GaN層，接著生長(zhǎng)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(shè)備ICP刻蝕出臺(tái)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(dǎo)電擴(kuò)展層表面制作P電極，在N型臺(tái)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(hù)膜，保護(hù)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。

步驟五、將制作好的芯片進(jìn)行減薄、劃片、測(cè)試、分選。

以下為具體實(shí)施方式。實(shí)施方式以藍(lán)寶石襯底GaN基LED藍(lán)光芯片制作為例，每個(gè)案例制作1000片wafer樣品，樣品尺寸為22*35mil²。

實(shí)施例1

在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)GaN外延層，外延層厚度6μm，用電子束蒸發(fā)機(jī)臺(tái)蒸鍍一層厚度的ITO導(dǎo)電擴(kuò)層，接著進(jìn)行光刻工藝暴露出多余部分導(dǎo)電擴(kuò)展層，用FeCl₃與HCl的混合溶液濕法蝕刻掉暴露的導(dǎo)電擴(kuò)展層，用ICP刻蝕機(jī)臺(tái)刻蝕外延片露出臺(tái)階和N型GaN層，刻蝕深度1.3-1.5μm，在導(dǎo)電擴(kuò)展層上制作P型電極，在N型GaN上制作N型電極1，N型電極線2的寬度H為10μm，然后用PECVD沉積SiO₂制作鈍化層，然后測(cè)試金屬電極與導(dǎo)電擴(kuò)展層之間的粘附力，接著完成后工藝步驟晶圓減薄、背鍍反射層、切割裂片、點(diǎn)測(cè)分選等。150mA測(cè)試芯片的發(fā)光亮度為190mw。

實(shí)施例2

在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)GaN外延層，外延層厚度6μm，用電子束蒸發(fā)機(jī)臺(tái)蒸鍍一層厚度的ITO導(dǎo)電擴(kuò)層，接著進(jìn)行光刻工藝暴露出多余部分導(dǎo)電擴(kuò)展層，用FeCl₃與HCl的混合溶液濕法蝕刻掉暴露的導(dǎo)電擴(kuò)展層，用ICP刻蝕機(jī)臺(tái)刻蝕外延片露出臺(tái)階和N型GaN層，刻蝕深度1.3-1.5μm，在導(dǎo)電擴(kuò)展層上制作P型電極，在N型GaN上制作N型電極，電極線寬度7μm，然后用PECVD沉積SiO₂制作鈍化層，然后測(cè)試金屬電極與導(dǎo)電擴(kuò)展層之間的粘附力，接著完成后工藝步驟晶圓減薄、背鍍反射層、切割裂片、點(diǎn)測(cè)分選等。150mA測(cè)試芯片的發(fā)光亮度為193mw。

實(shí)施例3

在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)GaN外延層，外延層厚度6μm，用電子束蒸發(fā)機(jī)臺(tái)蒸鍍一層厚度的ITO導(dǎo)電擴(kuò)層，接著進(jìn)行光刻工藝暴露出多余部分導(dǎo)電擴(kuò)展層，用FeCl₃與HCl的混合溶液濕法蝕刻掉暴露的導(dǎo)電擴(kuò)展層，用ICP刻蝕機(jī)臺(tái)刻蝕外延片露出臺(tái)階和N型GaN層，刻蝕深度1.3-1.5μm，在導(dǎo)電擴(kuò)展層上制作P型電極，在N型GaN上制作N型電極，電極線寬度5μm，然后用PECVD沉積SiO₂制作鈍化層，然后測(cè)試金屬電極與導(dǎo)電擴(kuò)展層之間的粘附力，接著完成后工藝步驟晶圓減薄、背鍍反射層、切割裂片、點(diǎn)測(cè)分選等。150mA測(cè)試芯片的發(fā)光亮度為197mw。

實(shí)施例4

在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)GaN外延層，外延層厚度6μm，用電子束蒸發(fā)機(jī)臺(tái)蒸鍍一層厚度的ITO導(dǎo)電擴(kuò)層，接著進(jìn)行光刻工藝暴露出多余部分導(dǎo)電擴(kuò)展層，用FeCl₃與HCl的混合溶液濕法蝕刻掉暴露的導(dǎo)電擴(kuò)展層，用ICP刻蝕機(jī)臺(tái)刻蝕外延片露出臺(tái)階和N型GaN層，刻蝕深度3μm，在導(dǎo)電擴(kuò)展層上制作P型電極，在N型GaN上制作N型電極，電極線寬度4μm，然后用PECVD沉積SiO₂制作鈍化層，然后測(cè)試金屬電極與導(dǎo)電擴(kuò)展層之間的粘附力，接著完成后工藝步驟晶圓減薄、背鍍反射層、切割裂片、點(diǎn)測(cè)分選等。150mA測(cè)試芯片的發(fā)光亮度為201mw。

從以上實(shí)施例可以看出，隨著芯片電極線寬的縮窄，LED芯片的發(fā)光亮度明顯上升，因?yàn)殡姌O的成分主要為金屬，金屬對(duì)光有較強(qiáng)的吸收，線寬變窄后，擋光面積變小，有利于光的取出，采用該方法提升芯片的發(fā)光亮度簡(jiǎn)單易行，易于大批量量產(chǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。