[發明專利]一種發光二極管的制造方法

無效

• 申請號: 201210219051.4
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN103515489A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 楊杰
• 申請（專利權）人: 上海藍光科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/22;B23K26/362
• 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，然后對藍寶石進行激光內切形成一層激光內切層，然后對藍寶石襯底進行減薄至該激光內切層，最后進行裂片。然而，對于厚度較大的藍寶石襯底，這樣的制作方法往往會導致藍寶石難以剝離或剝離不均勻，而且需要花費大量的時間和成本對藍寶石襯底?進行減薄，不利于生產。這種方法剝離的藍寶石襯底斷裂面一般比較平滑，容易造成藍寶石襯底內光線的全反射，不利于藍寶石側面的出光。?

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作方法，用于解決現有技術中厚藍寶石襯底的芯片裂片困難且不均勻、裂片后藍寶石襯底側壁出光率低的問題。?

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，所述制造方法至少包括步驟：?

1）提供一藍寶石襯底，于所述藍寶石襯底上表面形成至少包括N-GaN層、量子阱層、P-GaN層及透明導電層的發光外延層；?

2）于所述發光外延層定義出多個發光外延陣列，刻蝕各該發光外延陣列的透明導電層、P-GaN層及量子阱層直至露出所述N-GaN層，形成N電極制備區域；?

3）于各該發光外延陣列的透明導電層上制備P電極，并于各該N電極制備區域制備N電極；?

4）對所述藍寶石襯底進行激光內切處理，形成至少兩層與各該發光外延陣列對應且距離所述藍寶石襯底上表面不同深度的內切圖案；?

5）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。?

在本發明的發光二極管的制造方法中，所述步驟3）還包括對所述藍寶石進行減薄的步驟，減薄后藍寶石襯底的厚度為60～450um。?

在本發明的發光二極管的制造方法中，步驟5）所述的激光內切處理為通過控制激光的波段、頻率、功率向所述藍寶石襯底發射激光脈沖，以使所述藍寶石襯底的內部結構產生應變或松弛，并保持其表面的平整。?

在本發明的發光二極管的制造方法步驟5）中，采用皮秒激光器對所述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0.05～10W。?

在本發明的發光二極管的制造方法中，步驟5）中的各該內切圖案垂向重疊。?

作為本發明的發光二極管的制造方法的一個優選方案，各層內切圖案之間的距離相等。?

作為本發明的發光二極管的制造方法的一個優選方案，所述內切圖案的層數為兩層、三層或四層。?