[發明專利]一種發光二極管芯片制造方法

有效

• 申請號: 200810042186.1
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN101345281A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 朱廣敏;張楠;郝茂盛;齊勝利;楊衛橋;陳志忠;張國義
• 申請（專利權）人: 上海藍光科技有限公司;北京大學;上海半導體照明工程技術研究中心
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01S5/343
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及在一種發光二極管制造方法，尤其是指發光二極管芯片制造方法。

背景技術

以GaN為代表的新一代半導體材料以其寬直接帶隙(Eg＝3.4eV)、高熱導率、高硬度、高化學穩定性、低介電常數、抗輻射等特點獲得了人們的廣泛關注，在固態照明、固體激光器、光信息存儲、紫外探測器等領域都有巨大的應用潛力。按中國2002年的用電情況計算，如果采用固態照明替代傳統光源，一年可以省下三峽水電站的發電量，有著巨大的經濟、環境和社會效益；而據美國能源部測算，到2010年，全美半導體照明行業產值將達500億美元。在光信息存儲方面，以GaN為基礎的固體藍光激光器可大幅度提高光存儲密度。正因為這些優點，GaN被寄予厚望。高亮度InGaN/GaN量子阱結構LEDs已經商品化。

請參見圖1A至圖1B所示，通常普遍的LED芯片制造工藝采用掩膜后進行等離子體刻蝕，露出N-GaN及芯片走道，然后分別在芯片的同側做透明電極和N，P電極，現有常規工藝流程為：

1：外延清洗---做透明電極---ICP(RIE)刻蝕至N-GaN---做N/P電極-做鈍化(SIO₂)層保護電極--背減薄

2：外延清洗---ICP(RIE)刻蝕至N-GaN--做透明電極--做N/P電極---做鈍化(SIO₂)層保護電極---背減薄

這種工藝對提升芯片的發光亮度非常有限。

因此，有必要對現有發光二極管芯片制造方法作進一步改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于：提供一種發光二極管芯片制造方法，用于提升芯片的發光效率，提高亮度、增加芯片的毫瓦數。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種發光二極管芯片制造方法，所述發光二極管芯片包括藍寶石襯底、位于藍寶石襯底上的N-GaN層、位于N-GaN層上的量子阱層以及位于量子阱層上的P-GaN層，采用掩膜后進行刻蝕，露出N-GaN及芯片走道，然后分別在芯片的同側做透明電極和N、P電極，該方法進一步包括以下步驟：用激光劃片技術、ICP技術或RIE技術對芯片的走道刻蝕至藍寶石襯底或刻入藍寶石襯底5-50微米，然后用溫度為100-220度的磷酸或用溫度100度-300度的熔融的KOH或KOH溶液對芯片的側壁和暴露在側壁的N-GaN進行濕法腐蝕3-30分鐘，使芯片形成傾斜角小于90度的側壁，再進行ICP或RIE刻蝕至N-GaN。

作為本發明的一種優選方案之一，所述激光劃片或ICP技術、RIE技術和磷酸或KOH腐蝕處理芯片走道的技術在ICP刻蝕至N-GaN工藝之后。

作為本發明的一種優選方案之一，所述磷酸或KOH腐蝕處理芯片走道的技術在ICP刻蝕至N-GaN工藝之后。

作為本發明的一種優選方案之一，所述磷酸溫度為100-220度，對芯片的側壁和暴露在側壁的N-GaN進行濕法腐蝕6分鐘。

作為本發明的一種優選方案之一，所述熔融的KOH或KOH溶液的溫度為100-300度，對芯片的側壁和暴露在側壁的N-GaN進行濕法腐蝕6分鐘。

作為本發明的一種優選方案之一，所述磷酸或KOH腐蝕技術使芯片側壁底部與藍寶石襯底部分脫離，形成側壁向內懸空3-40微米。

綜上所述，本發明提供一種發光二極管芯片制造方法做芯片的常規工藝之前，采用掩膜技術，用激光劃片技術、ICP技術或RIE技術對芯片的走道刻蝕至藍寶石襯底或刻入藍寶石襯底5-50微米，用溫度為100度-220度的熱磷酸或溫度為100-300度的熔融的KOH或KOH溶液，對芯片的側壁和暴露在側壁的N-GaN進行濕法腐蝕6分鐘，使芯片形成傾斜角小于90度的側壁或使芯片側壁底部與藍寶石襯底部分脫離，形成側壁向內懸空3-40微米，采用SC-2溶液和有機溶液清洗外延的表面，再進行ICP或RIC刻蝕至N-GaN，最后做常規工藝。芯片的亮度和毫瓦數均比常規工藝芯片提升30％以上。

附圖說明

圖1A是現有發光二極管芯片制造工藝流程示意圖；

圖1B是現有發光二極管芯片另一制造工藝流程示意圖；

圖2A是本發明發光二極管芯片制造工藝流程示意圖；

圖2B是本發明發光二極管芯片另一制造工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明的具體實施步驟：