[發(fā)明專利]提高鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管產(chǎn)能的制作工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010180136.7
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN101859852A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林素慧;蔡家豪;張美;林科闖
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/78
• 代理公司: 廈門原創(chuàng)專利事務(wù)所 35101
• 代理人: 徐東峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及四元系發(fā)光二極管，尤其是一種提高鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管產(chǎn)能的制作工藝。

背景技術(shù)

LED主要應(yīng)用于點(diǎn)陣顯示、交通燈、戶內(nèi)外顯示屏、汽車尾燈等方面，因此對其可靠性要求較高。首先需要在GaAs襯底上外延生長AlGaInP?LED發(fā)光結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行常規(guī)的清洗、電極制作、光刻、減薄等半導(dǎo)體工藝制作，窗口層上面制作電極圖形，窗口層采用GaP材料，GaAs襯底和GaP窗口層之間的各層統(tǒng)稱為外延層。常規(guī)工藝完成后需進(jìn)行測試，保證LED芯片的亮度、波長、電壓、反向漏電流等參數(shù)都達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。通常，AlGaInP/GaAs體系紅光、橙光、黃光、黃綠光的發(fā)光二極管的測試流程都是先進(jìn)行半切，再測試，之后進(jìn)行二次切割使發(fā)光二極管芯粒完全分離。“半切”即采用鉆石刀在高速轉(zhuǎn)動下對做好電極的晶圓進(jìn)行切割，切割的深度大于整個發(fā)光二極管外延層的厚度，這樣就將LED芯片的正極(P區(qū))完全分離，GaAs襯底做為公共的負(fù)極(N區(qū))形成分立的發(fā)光二極管芯粒，“二次切割”即沿著半切所留下來的刀痕采用鉆石刀將剩余GaAs部分完全分離，因此每一個芯片都要進(jìn)行兩次切割，占用設(shè)備使用時間較長，生產(chǎn)效率較低，另外半切過程中，由于鉆石刀的刀刃寬度為20～40μm，會帶來較大面積的損失，降低單片產(chǎn)出率，并且由于鉆石刀高速轉(zhuǎn)動和GaAs是硬性接觸，容易造成邊緣的崩裂，給發(fā)光的PN結(jié)造成較大的損傷，同時在切割過程中的粉塵易在側(cè)壁殘留，導(dǎo)致芯粒反向漏電，降低成品率。

專利申請?zhí)枮?00710014001.1的授權(quán)發(fā)明專利提供了一種高亮度發(fā)光二極管芯片的制備方法，即將半切工藝用光刻腐蝕法替代，用光刻膠作腐蝕保護(hù)層，通過選擇性曝光、顯影、化學(xué)腐蝕的方法，完成共GaAs襯底負(fù)極，分離發(fā)光二極管芯片的正極。該發(fā)明采用化學(xué)腐蝕方法完全替代常規(guī)工藝中的“半切”，只需對芯片進(jìn)行二次切割即可完全分離芯粒，完全不接觸PN結(jié)面，避免了對PN結(jié)的硬性損傷，縮短了生產(chǎn)周期，提高了器件的合格率；但是采取該工藝步驟易受濕蝕刻等向性的影響，芯粒與芯粒之間損失寬度高達(dá)20～60um，這樣大大地降低了單片產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種提高鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管產(chǎn)能的制作工藝，使切割過程中晶片的損失面積大幅下降，提高15～25％的單片產(chǎn)出。

本發(fā)明是這樣子實(shí)現(xiàn)的，提高鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管產(chǎn)能的制作工藝，其工藝步驟如下：

1)在襯底上依次形成分布布拉格反射層、第一型磊晶層、發(fā)光層、第二型磊晶層、窗口層；

2)在窗口層上形成P電極并在襯底的底面形成N電極，構(gòu)成晶片；

3)在晶片的頂面形成保護(hù)層用于遮蓋P電極；

4)通過光刻技術(shù)在晶片的頂面形成2～5μm的切割道，并定義預(yù)切割晶粒的尺寸；

5)對晶片頂面的保護(hù)層從上述切割道切口進(jìn)行濕蝕刻至窗口層頂面；

6)在晶片的底面形成保護(hù)層用于遮蓋N電極；

7)通過干蝕刻技術(shù)，將對晶片的頂面進(jìn)行非等向性干蝕刻，可得到3～6μm的切割道；

8)去除晶片的頂面P電極的保護(hù)層、底面N電極的保護(hù)層后進(jìn)行光電參數(shù)測試；

9)在晶片的底面形成保護(hù)層用于遮蓋N電極；

10)通過具有上下CCD鏡頭的光刻機(jī)在與晶片的頂面相對應(yīng)的背面光刻出2～5μm的切割道；

11)對晶片底面的保護(hù)層從上述切割道切口進(jìn)行濕蝕刻至底面N電極底面；

12)在晶片的頂面形成保護(hù)層用于遮蓋P電極；

13)通過干蝕刻技術(shù)，對晶片的背面進(jìn)行非等向性干蝕刻，得到3～6μm的切割道，并使上下切割道間剩余5～10μm；

14)去除晶片的頂面P電極的保護(hù)層、底面N電極的保護(hù)層后，對晶片采用劈裂技術(shù)即得發(fā)光二極管芯粒。

本發(fā)明中襯底材料可選用GaAs或GaP中的一種或前述的任意組合之一；本發(fā)明中保護(hù)層選自SiO₂、SiN_x、光刻膠、Ni、Cr中的一種或前述的任意組合之一；本發(fā)明濕蝕刻采用的蝕刻液選自HF、NH₄F、CH₃COOH、H₂SO₄、H₂O₂的一種或前述的任意組合之一；本發(fā)明干蝕刻采用的氣體選自Ar、O₂、BCl₃、Cl₂、SiCl₄的一種或前述的任意組合之一。