一種深槽蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及LED芯片制造領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種能提尚尚壓芯片可罪性的 深槽刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LED照明目前在各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，已走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。目前市面上的LED芯片主 要是傳統(tǒng)的低壓芯片，但同時(shí)與之相應(yīng)的高壓芯片由于生產(chǎn)成本的降低及其工藝的簡(jiǎn)單化 也吸引了不少企業(yè)。
[0003] 傳統(tǒng)的低壓LED芯片是在大電流低電壓下工作，一般采用多顆芯片串并聯(lián)的集成 封裝（COB)形式提升使用電壓。而高壓LED直接在芯片制作階段就實(shí)現(xiàn)了微晶粒的串并聯(lián)， 使其在低電流高電壓下工作，簡(jiǎn)化了芯片固晶、鍵合數(shù)量，降低了封裝成本。
[0004] 在應(yīng)用過(guò)程中，低壓芯片驅(qū)動(dòng)電流高，交流-直流轉(zhuǎn)換效率低，電壓波動(dòng)較大造成 電流波動(dòng)大，容易燒壞。而高壓芯片的好處在于電源容易設(shè)計(jì)，通過(guò)提升電流輸出量，簡(jiǎn)化 內(nèi)部設(shè)計(jì)，既可降低成本，又能提高效率。
[0005] 低壓芯片是采用若干個(gè)芯片集成，各芯片間波長(zhǎng)、電壓、亮度總會(huì)有些不一致。高 壓芯片是在單位面積內(nèi)形成多顆微晶粒集成，避免了各芯片間光電參數(shù)不一致的問(wèn)題。
[0006] 高壓LED是在芯片制作階段就將多顆小芯片串聯(lián)起來(lái)。芯片制作時(shí)在一個(gè)大晶片 上采用開槽的方法，將其切割成為很多小的LED，溝槽的深度約在5-8 μ m。在溝槽制作完畢 之后，先在溝槽里通過(guò)PECVD沉積上絕緣層，再在絕緣層上通過(guò)蒸鍍的方法沉積金屬電極 將各個(gè)小芯片串聯(lián)起來(lái)。
[0007] 制作溝槽時(shí)需先制作掩膜層將發(fā)光區(qū)保護(hù)起來(lái)，而待刻蝕溝槽的區(qū)域沒(méi)有掩膜 層，刻蝕后無(wú)掩膜層的區(qū)域形成溝槽。若只用氧化硅做掩膜，刻蝕后溝槽側(cè)壁太陡直，絕緣 層和金屬電極難以在溝槽底部沉積，及沉積物過(guò)?。▓D1)。絕緣層或金屬電極過(guò)薄都會(huì)引 起高壓芯片的可靠性下降，甚至各小芯片間無(wú)法正常連接；若只用普通正膠做掩膜，刻蝕后 溝槽側(cè)壁過(guò)于傾斜，雖然溝槽底部容易沉積絕緣層和金屬電極，但溝槽寬度增加相應(yīng)就減 少了發(fā)光區(qū)的面積（圖2)，降低了芯片的光效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種深槽蝕刻方法，用于蝕刻藍(lán)寶石襯底上 的外延層，包括步驟：
[0009] 在所述外延層上覆蓋氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜為設(shè)有間隙的兩個(gè)對(duì)稱的矩形 掩膜，所述間隙為8-12微米；
[0010] 在所述氧化硅掩膜上覆蓋正膠掩膜，所述正膠掩膜的位于所述氧化硅掩膜上方， 為與所述氧化硅掩膜相配合的設(shè)有間隙的兩個(gè)對(duì)稱的正膠掩膜，所述正膠掩膜靠近所述間 隙的一端為直角三角形，所述三角形中與所述氧化硅端部相配合的角度在30-45度之間， 所述正膠掩膜與所述氧化硅掩膜相接觸的底部的邊長(zhǎng)與所述氧化硅掩膜的長(zhǎng)度相等，所述 正膠掩膜的頂部的邊長(zhǎng)小于底部的邊上；
[0011] 利用腐蝕液對(duì)氧化硅掩膜的間隙處進(jìn)行蝕刻，腐蝕時(shí)間在4-8分鐘，蝕刻過(guò)程中 所述正膠掩膜的直角三角形一端完全懸空后，掉落在所述氧化硅掩膜之間的間隙處；
[0012] 繼續(xù)蝕刻35-50min并去掉剩余的正膠掩膜和氧化硅掩膜，形成上方傾斜下方陡 直的漏斗形深槽，所述深槽深度為5-7微米，所述深槽開口處的寬度為12-15微米，所述深 槽的底部寬度為8-10微米。
[0013] 優(yōu)選地，所述腐蝕液，進(jìn)一步為由NH4與HF按體積比為7:1-11:1混合得到的腐蝕 液。
[0014] 優(yōu)選地，所述氧化硅掩膜的厚度為8000-12000埃。
[0015] 優(yōu)選地，所述正膠掩膜的厚度為3-4微米。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的深槽蝕刻方法，達(dá)到了如下效果：
[0017] 本發(fā)明的深槽刻蝕方法，既提高了深槽底部絕緣層和金屬的厚度，又減少了發(fā)光 區(qū)面積的損失，同時(shí)確保了高壓芯片的可靠性和光效。沉積絕緣層或者金屬電極時(shí)，深槽 上方因?yàn)檩^傾斜，絕緣層或者金屬容易附著，深槽下方雖然較為陡直，但由于深槽上方較傾 斜，即深槽上方有足夠大的空間，所以相比從上到下都陡直的深槽而言，絕緣層或者金屬相 對(duì)容易在深槽下方或底部沉積。這樣既提高了深槽底部絕緣層和金屬的厚度，又減少了發(fā) 光區(qū)面積的損失，同時(shí)確保了高壓芯片的可靠性和光效。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)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：
[0019] 圖1為溝槽陡直、槽內(nèi)沉積物過(guò)薄的示意圖；
[0020] 圖2為溝槽過(guò)斜、槽內(nèi)沉積物正常的示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明覆蓋正膠掩膜和氧化硅掩膜的示意圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明的正膠掩膜的三角形端部懸空示意圖；
[0023] 圖5為本發(fā)明蝕刻時(shí)懸空的正膠掩膜的三角形端部掉落示意圖；
[0024] 圖6a和圖6b為蝕刻過(guò)程圖；
[0025] 圖7為去除氧化硅掩膜后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖8為本發(fā)明沉積物附著示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 如在說(shuō)明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來(lái)稱呼同一個(gè)組件。本說(shuō)明書及權(quán)利要求并不以 名稱的差異來(lái)作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在 通篇說(shuō)明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的"包含"為一開放式用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的誤差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所 述技術(shù)問(wèn)題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。此外，"耦接"一詞在此包含任何直接及間接的電性 耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電 性耦接于所述第二裝置，或通過(guò)其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說(shuō) 明書后續(xù)描述為實(shí)施本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說(shuō)明本發(fā)明的一般原則為目 的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0028] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0029] 實(shí)施例1 :
[0030] 結(jié)合圖3-圖7,本實(shí)施例提供了一種深槽蝕刻方法，用于蝕刻藍(lán)寶石襯底上的外 延層，包括步驟：
[0031] 步驟101 :如圖3所示，在所述外延層上覆蓋氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜為設(shè)有 間隙的兩個(gè)對(duì)稱的矩形掩膜，所述間隙為8微米；
[0032] 本實(shí)施例中氧化硅掩膜的厚度為8000埃。
[0033] 步驟102 :如圖3所示，在所述氧化硅掩膜上覆蓋正膠掩膜，所述正膠掩膜的位于 所述氧化硅掩膜上方，為與所述氧化硅掩膜相配合的設(shè)有間隙的兩個(gè)對(duì)稱的正膠掩膜，所 述正膠掩膜靠近所述間隙的一端為直角三角形，本實(shí)施例中所述三角形中與所述氧化硅端 部相配合的角度為30度，所述正膠掩膜與所述氧化硅掩膜相接觸的底部的邊長(zhǎng)與所述氧 化硅掩膜的長(zhǎng)度相等，所述正膠掩膜的頂部的邊長(zhǎng)小于底部的邊上；
[0034] 本實(shí)施例中所述正膠掩膜的厚度為3-4微米。
[0035] 步驟103 :利用腐蝕液對(duì)氧化硅掩膜的間隙處進(jìn)行蝕刻，腐蝕時(shí)間為4分鐘，如圖 4和圖5所示，蝕刻過(guò)程中所述正膠掩膜的直角三角形一端完全懸空后，掉落在所述氧化硅 掩膜之間的間隙處；
[0036] 所述腐蝕液，進(jìn)一步為由NH4與HF按體積比為7:1混合得到的腐蝕液BOE。
[0037] 步驟104 :繼續(xù)蝕刻35min并去掉剩余的正膠掩膜和氧化硅掩膜，形成上方傾斜下 方陡直的漏斗形深槽，如圖7所示，所述深槽深度為5微米，所述深槽開口處的寬度為12微 米，所述深槽的底部寬度為8微米。
[0038] 如圖6a所示，圖中的正膠掩膜5、正膠掩膜51、氧化硅掩膜41、以及凹槽內(nèi)的外延 層21、外延層22的區(qū)域都是被刻蝕掉的。具體如下：氧化硅上方的正膠被完全刻蝕掉，掉下 來(lái)的正膠被完全刻蝕掉，部分氧化硅也被刻蝕掉。中間的一些外延層也被刻蝕掉，其中區(qū)域 22的外延層因?yàn)闆](méi)有任何保護(hù)全部被刻蝕掉，區(qū)域21的外延層因?yàn)橛械粝聛?lái)的正膠做保 護(hù)，所以只是部分被刻蝕掉，并且區(qū)域21的傾斜角度與掉下來(lái)的正膠的傾斜角度接近。其 它區(qū)域的外延層因?yàn)橛醒趸韬驼z同時(shí)保護(hù)沒(méi)有被刻蝕。
[0039] 刻蝕后的形貌如圖6b所示。
[0040] 去除剩余的氧化硅之后得到圖7中的結(jié)構(gòu)。
[0041] 實(shí)施例2:
[0042] 結(jié)合圖3-圖7,本實(shí)施例提供了一種深槽蝕刻方法，用于蝕刻藍(lán)寶石襯底上的外 延層，包括步驟：
[0043] 步驟201 :如圖3所示，在所述外延層上覆蓋氧化硅掩膜，所述氧化硅掩膜為設(shè)有 間隙的兩個(gè)對(duì)稱的矩形