一種 iii 族半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種III族半導(dǎo)體發(fā)光器件 的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮化鎵基發(fā)光二極管的發(fā)光效率近些年得到了很大程度上的提高，但外部量子效 率、電流分布均勻性已經(jīng)成為制約發(fā)光二極管性能進(jìn)一步提高的主要技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)有技術(shù) 中藍(lán)寶石襯底上氮化鎵基發(fā)光二極管會因其P/N型電極均沉積于襯底同一則，其P型電極、 N型電極一般包括線接合焊盤以及線電極，由于N型電極的線接合焊盤要用來焊接金球（金 球直徑一般為75um)，因此N型電極線接合焊盤尺寸設(shè)計的較大，這樣就導(dǎo)致有源層蝕刻面 積過大。
[0003] 為了解決藍(lán)寶石襯底上氮化鎵基發(fā)光二極管存在有源層蝕刻面積過大問題，目前 解決方法如下：
[0004] 1、由激光剝離技術(shù)將襯底與氮化物半導(dǎo)體層相剝離而制造垂直式發(fā)光器件，雖然 垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管技術(shù)解決了傳統(tǒng)藍(lán)寶石襯底上氮化鎵基發(fā)光二極管存在的問題，如散 熱、有源層蝕刻面積過大、電流分布均勻性等問題，但是襯底剝離工藝復(fù)雜，成本高昂且良 率過低。
[0005] 2、通過在藍(lán)寶石襯底里形成多個藍(lán)寶石孔，藍(lán)寶石襯底孔壁和底部沉積一種N型 半導(dǎo)體金屬，并且每個孔被填滿另一種金屬以形成一個N型電極觸點(diǎn)進(jìn)而形成垂直結(jié)構(gòu)發(fā) 光二極管。但是此方案存在藍(lán)寶石鉆多個孔工藝復(fù)雜，成本高昂并且工藝可靠性較低等問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決在上述現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明的目的是提供一種III族半導(dǎo)體 發(fā)光器件的制作方法，以解決有源層蝕刻過多的問題，增加有源層從而改善光電特性，并通 過提供的新結(jié)構(gòu)讓電流分布更均勻及增加抗靜電的能力。
[0007] 本發(fā)明提供了一種III族半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法，包括以下步驟：
[0008] 襯底、緩沖層、n型氮化物半導(dǎo)體層、有源層和P型氮化物半導(dǎo)體層自下而上依次 生長形成外延結(jié)構(gòu)，所述外延結(jié)構(gòu)的上表面為所述P型氮化物半導(dǎo)體層的上表面；
[0009] 沉積透明導(dǎo)電層在所述P型氮化物半導(dǎo)體層上，并利用黃光蝕刻制程定義凸臺圖 案，再蝕刻所述透明導(dǎo)電層、P型氮化物半導(dǎo)體層和有源層，而暴露所述n型氮化物半導(dǎo)體 層，再用蝕刻溶液將所述透明導(dǎo)電層內(nèi)縮，最后去除光阻，得到凸臺，且所述凸臺的上表面 有透明導(dǎo)電層；
[0010] 沉積絕緣層在所述透明導(dǎo)電層的上表面及所述凸臺的表面上，利用黃光蝕刻制程 定義要參于電流分布的圖案，再蝕刻絕緣層，最后去除光阻；
[0011] 黃光剝離制程定義P型電極和N型電極圖案，同時沉積所述P型電極、所述N型電 極，利用剝離制程，去除光阻，制成圓片，其中，所述N型電極包括：N型線電極與N型焊盤， 所述N型線電極與所述N型焊盤相連接，所述N型線電極沉積在所述凸臺上，所述N型線電 極下方的有源層被蝕刻掉或所述N型線電極下方的有源層被部分蝕刻掉，所述N型焊盤沉 積在所述有源層的上方，所述P型電極包括：P型焊盤與P型線電極，所述P型電極沉積在 所述凸臺上；
[0012] 最后將所述圓片進(jìn)行減薄、劃片、裂片、測試、分選。
[0013] 優(yōu)選地，所述黃光剝離制程定義P型電極和N型電極圖案，同時沉積所述P型電 極、所述N型電極，利用剝離制程，去除光阻，制成圓片，其中，所述N型電極包括：N型線電 極與N型焊盤，所述N型線電極與所述N型焊盤相連接，所述N型線電極沉積在所述凸臺 上，所述N型線電極下方的有源層被蝕刻掉或所述N型線電極下方的有源層被部分蝕刻掉， 所述N型焊盤沉積在所述有源層的上方，所述P型電極包括：P型焊盤與P型線電極，所述P 型電極沉積在所述凸臺上，進(jìn)一步為，
[0014] 所述N型焊盤沉積于所述絕緣層表面上；
[0015] 所述N型線電極沉積于所述n型氮化物半導(dǎo)體層表面上。
[0016] 優(yōu)選地，所述黃光剝離制程定義P型電極和N型電極圖案，同時沉積所述P型電 極、所述N型電極，利用剝離制程，去除光阻，制成圓片，其中，所述N型電極包括：N型線電 極與N型焊盤，所述N型線電極與所述N型焊盤相連接，所述N型線電極沉積在所述凸臺 上，所述N型線電極下方的有源層被蝕刻掉或所述N型線電極下方的有源層被部分蝕刻掉， 所述N型焊盤沉積在所述有源層的上方，所述P型電極包括：P型焊盤與P型線電極，所述P 型電極沉積在所述凸臺上，進(jìn)一步為，
[0017] 所述N型焊盤沉積于所述絕緣層表面上；
[0018] 所述N型線電極沉積于所述n型氮化物半導(dǎo)體層及絕緣層之間。
[0019] 優(yōu)選地，所述黃光剝離制程定義P型電極和N型電極圖案，同時沉積所述P型電 極、所述N型電極，利用剝離制程，去除光阻，制成圓片，其中，所述N型電極包括：N型線電 極與N型焊盤，所述N型線電極與所述N型焊盤相連接，所述N型線電極沉積在所述凸臺 上，所述N型線電極下方的有源層被蝕刻掉或所述N型線電極下方的有源層被部分蝕刻掉， 所述N型焊盤沉積在所述有源層的上方，所述P型電極包括：P型焊盤與P型線電極，所述P 型電極沉積在所述凸臺上，進(jìn)一步為，
[0020] 所述N型焊盤沉積于所述絕緣層表面上；
[0021] 所述N型線電極沉積于所述絕緣層表面上。
[0022] 優(yōu)選地，所述P型焊盤沉積于所述絕緣層上；所述P型線電極沉積于所述透明導(dǎo)電 層上、或沉積于所述透明導(dǎo)電層及絕緣層之間、或部分沉積于所述絕緣層上。
[0023] 優(yōu)選地，所述P型焊盤沉積于所述透明導(dǎo)電層表面上；所述P型線電極沉積于所述 透明導(dǎo)電層表面上、或沉積于所述透明導(dǎo)電層及絕緣層之間、或部分沉積于所述絕緣層表 面上。
[0024] 優(yōu)選地，所述P型焊盤沉積于所述絕緣層及透明導(dǎo)電層之間；所述P型線電極沉積 于所述透明導(dǎo)電層表面上、或沉積于所述透明導(dǎo)電層及絕緣層之間、或沉積于所述絕緣層 表面上。
[0025] 優(yōu)選地，所述P型焊盤、N型焊盤、P型線電極、N型線電極結(jié)構(gòu)相同，進(jìn)一步地，所 述P型焊盤、N型焊盤、P型線電極、N型線電極為由內(nèi)向外依次排列的第一 Ni層、A1層、中 間Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由內(nèi)向外依次排列的第一 Ni層、A1層、中間Cr層、 Pt層、Au層組成，或由內(nèi)向外依次排列的第一 Ni層、A1層、第二Ni層、Pt層、Au層組成，或 由內(nèi)向外依次排列的第一 Ni層、A1層、Ti層、Pt層以及Au層組成，或由內(nèi)向外依次排列的 第一 Ni層、A1層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成，或由內(nèi)向外依次 排列的第一 Cr層、A1層、中間Cr層、Pt層、Au層組成，或由內(nèi)向外依次排列的第一 Cr層、 A1層、第二Ni層、Pt層、Au層組成。
[0026] 優(yōu)選地，所述P型焊盤和N型焊盤結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步的，其中所述第一 Ni層的厚度為 0? 4?3nm，Al層的厚度為50?300nm，中間Cr層的厚度為10?300nm，第二Ni層的厚度 為10?300nm，Au層的厚度為200?3000nm，Pt層的厚度為10?300nm，Ti層的厚度為 10?300nm，第一 Cr層的厚度為0? 4?5nm。
[0027] 優(yōu)選地，所述絕緣層，為三氧化二錯、二氧化娃、二氧化鈦、五氧化二鉭、五氧化二 鈮、氮氧化硅或氮化硅中的一種或兩種以上制成的絕緣層。
[0028] 優(yōu)選地，所述N型焊盤與所述P型焊盤之間的高度差低于或等于300nm。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請所述的III族半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法，具有以下優(yōu) 占.
[0030] (1)本發(fā)明提供的制作方法，比正裝高階的生產(chǎn)工序更少，生產(chǎn)周期得到縮短，大 大降低了生產(chǎn)成本，而且也還原了 N型焊盤下方的有源層，以解決有源層蝕刻過多的問題， 增加了有源層從而改善光電特性，還原了 N型焊盤下方的有源層，還可以還原部分N型線電 極下方的有源層，這樣增加了發(fā)光面積。由于發(fā)光面積變大，所以操作電壓下降，亮度上升。
[0031] (2)本發(fā)明也提供P型焊盤或N型焊盤的結(jié)構(gòu)可沉積于絕緣層上方的任何位置，所 以完全不參于電流分布，只有線電極參于電流分布，因此更容易設(shè)計光罩圖案。本發(fā)明還原 了 N型焊盤下方的有源層，由于發(fā)光面積變大，透明導(dǎo)電層與p型氮化物半導(dǎo)體層的接觸電 阻下降，所以操作電壓下降；
[0032] (3)本發(fā)明的方法中將透明導(dǎo)電層與臺面圖案一起制作，不但簡化了一道制程，也 解決了透明導(dǎo)電層與臺面圖案對準(zhǔn)的問題。此外本發(fā)明中可以定義要參于電流分布的圖 案，所以P型焊盤、P型線電極及N型線電極14可以靠蝕刻絕緣層的區(qū)域來定義要參于電 流分布的圖案，所以光罩設(shè)計更容易。
[0033] (4)本發(fā)明也提供一種新結(jié)構(gòu)為線接合焊盤（金屬）/絕緣層/透明導(dǎo)電層，此結(jié) 構(gòu)為電容結(jié)構(gòu)，可以增加抗靜電能力的良率；
[0034] (5)現(xiàn)有技術(shù)中的P型焊盤或N型焊盤之間的高度差達(dá)1100-1600nm，而本發(fā)明中 P型焊盤和N型焊盤之間的高度差低于或等于300nm，相比現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明的比傳統(tǒng)更有利 于打線。
[0035] (6)本發(fā)明還原了 N型焊盤下方的有源層，芯片尺寸越小還原N型焊盤下方的有源 層占發(fā)光面積的百分比越多，所以越小尺寸操作電壓下降越多，亮度上升越多。
[0036] 當(dāng)然，實(shí)施本申請的方法不必一定需要同時達(dá)到以上所述的所有技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0037] 此處所說明的附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申 請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0038] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中III族半導(dǎo)體發(fā)光器件的俯視圖；
[0039] 圖2為圖1沿A-B方向的剖面圖；
[0040] 圖3為本發(fā)明提供的III族半導(dǎo)體發(fā)光器件的俯視圖；
[0041] 圖4為圖3中的N型焊盤沿I-J方向至N型線電極的剖面圖；
[0042] 圖5a-圖5c為圖3中的P型焊盤沿M-N方向的剖面圖；
[0043] 圖6為圖3中的N型焊盤沿C-D方向的剖面圖；
[0044] 圖7a-圖7c為圖3中的P型線電極沿E-F方向的剖面圖；
[0045] 圖