[發明專利]一種發光二極管的制造方法

有效

• 申請號: 201210112293.3
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN103378250A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 郝茂盛;王辰夷;楊杰;張楠;藺華妮
• 申請（專利權）人: 上海藍光科技有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明屬于半導體領域，特別是涉及一種發光二極管的制造方法。?

背景技術

半導體照明作為新型高效固體光源，具有壽命長、節能、環保、安全等顯著優點，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，其應用領域正在迅速擴大，正帶動傳統照明、顯示等行業的升級換代，其經濟效益和社會效益巨大。正因如此，半導體照明被普遍看作是21世紀最具發展前景的新興產業之一，也是未來幾年光電子領域最重要的制高點之一。發光二極管是由III-IV族化合物，如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體制成的，其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發光特性。在正向電壓下，電子由N區注入P區，空穴由P區注入N區。進入對方區域的少數載流子(少子)一部分與多數載流子(多子)復合而發光。?

近年來，制造高集成、高性能的半導體產品的半導體工業相繼發展半導體薄片加工技術。為了提高生產效率，各處的半導體產品使用半導體薄片加工技術把幾個到幾千萬個半導體儀器集成到一塊稱為“晶片”的高純度襯底上。一塊幾英寸晶片上要制造的芯片數目達幾千片，在封裝前要把它們分割成單個電路單元。傳統的分割方法是用金剛石砂輪刻劃，導致晶片表面應受機械力而產生輻射狀裂紋。?

激光劃片是指把高峰值功率的激光束聚焦在半導體晶片表面，使晶片材料表面產生高溫汽化，從而打出連續的盲孔，形成溝槽狀。調節脈沖重疊量可精確控制刻槽深度，在施加機械力，很容易使晶片等材料沿溝槽整齊斷開，達到分割易碎材料的目的。有利于提高晶片的利用率。相對于機械式劃片工藝，激光劃片工藝具有更多優點。這些優點包括消耗成本低、維護費用少、產能高、晶圓面積利用率高等。激光工藝更易于進行自動化操作，從而降低人力成本。?

現有發光二極管的制作方法是在藍寶石襯底上制作N-GaN層、量子阱層、P-GaN層及電極等發光外延結構，然后再采用激光進行劃片，這種激光劃片的方法不可避免地使激光直接或間接地照射在發光外延結構上，往往會造成發光外延結構的損傷，增加了晶體內部的缺陷，從而影響了發光二極管的發光效率的提高，并且降低了產品的良率。其次，對于采用圖形藍?寶石作為襯底材料的工藝來說，由于圖形藍寶石襯底表面具有大量微結構，在些微結構對激光具有較大的漫反射作用，嚴重影響了激光劃片的精度。還有一種方法是先對圖形藍寶石襯底進行劃片處理，先在圖形藍寶石表面形成走道，再生長外延，這種方法往往會造成圖形藍寶石襯底表面不平整，外延時容易產生邊界效應，同樣不利于發光二極管的性能的提高。?

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種發光二極管的制造方法，用于解決現有技術中圖形藍寶石襯底對激光的漫反射造成精度降低、在激光劃片過程中造成發光二極管內部損傷從而降低產品良率及產品發光效率或者在圖形藍寶石襯底表面形成走道而造成發光外延產生邊界效應的問題。?

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種發光二極管的制造方法，至少包括以下步驟：1)提供一圖形藍寶石襯底，于所述圖形藍寶石襯底上形成保護層，以平坦化所述圖形藍寶石襯底；2)按預設路徑對所述圖形藍寶石襯底進行激光內切處理，以在所述圖形藍寶石襯底內部形成內切圖案，然后去除所述保護層；3)在具有內切圖案的圖形藍寶石襯底上表面依次形成N-GaN層、量子阱層、及P-GaN層及透明導電層；4)依據所述內切圖案定義出多個發光二極管陣列，并于各該陣列上制備P電極及N電極；5)從所述圖形藍寶石襯底下表面對所述圖形藍寶石襯底進行減薄，直至露出所述圖形藍寶石襯底內部的內切圖案；6)依據所述內切圖案進行裂片，以完成所述發光二極管的制造。?

作為本發明的發光二極管的制造方法的一個優選方案，所述保護層為用于降低所述圖形藍寶石襯底對激光的漫反射作用的保護膠。?

優選地，所述保護膠由體積比為1∶2～3∶8～15的丙二醇甲醚醋酸酯、壓克力樹脂、異丙醇混合而成。?

在本發明的發光二極管的制造方法中，所述激光內切處理為通過控制激光的波段、頻率、功率向所述圖形藍寶石襯底發射激光脈沖，以使所述圖形藍寶石襯底的內部結構產生應變或松弛。?

在本發明的發光二極管的制造方法中，所述步驟1)中采用皮秒激光器對所述圖形藍寶石襯底進行激光內切處理。?

優選地，所述激光內切處理采用的激光波段為1064nm，激光頻率為50～100KHz，激光功率為0.5～10W。?