[發明專利]一種發光二極管的制造方法

無效

• 申請號: 201210219226.1
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN103515491A
• 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;B28D5/00;H01L21/78;H01L33/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明屬于半導體照明領域，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。

如何提高LED的出光效率一直是業內最值得關注的熱點。現有的增加發光二極管出光效率的方法一般是對出光表面進行粗化，以降低發光二極管內的全反射，增加出光率。然而這種工藝一般需要較高的成本。

現有的裂片工藝一般是先在發光外延陣列中進行劃片形成切割槽，然后與該切割槽垂向對應的生長襯底表面進行施壓使其分離，獲得一垂直于生長襯底的出光表面，如圖1所示。這樣的出光表面面積較小，不利增加出光面積的提高。

因此，提供一種能增加發光二極管出光面積且工藝簡單的裂片工藝實屬必要。

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垂直裂片工藝中由于發光二極管出光面積較小而影響出芯片光效率的問題。

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）提供一半導體襯底，于所述半導體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，并根據各該發光外延陣列刻蝕所述P-GaN層及量子阱層，形成多個直至所述N-GaN層的劃道，然后依據各該劃道的位置進行劃片，形成多個從各該劃道延伸至所述半導體襯底一預設深度的V型劃片槽；

3）于各該劃道中裸露的N-GaN層表面制備N電極，并于各該發光外延陣列的透明導電層上制備P電極；

4）減薄所述半導體襯底；

5）采用裂片刀對上述所得結構進行裂片，其中，裂片刀的壓迫位置與所述V型劃片槽底部之間具有1~150um的橫向偏移，以獲得連接所述壓迫位置與所述V型劃片槽底部的出光斜面，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，所述半導體襯底為藍寶石襯底或圖形藍寶石襯底。

在本發明的發光二極管的制造方法中，所述發光外延陣列為矩形陣列或三角形陣列。

在本發明的發光二極管的制造方法所述步驟2）中，采用激光切割法進行劃片。

在本發明的發光二極管的制造方法中，所述步驟4）中采用研磨法或濕法腐蝕法減薄所述半導體襯底。

作為本發明的發光二極管的制造方法的一個優選方案，所述步驟5）中，裂片刀的壓迫位置與所述V型劃片槽底部之間具有50~100um的橫向偏移。

在本發明的發光二極管的制造方法中，所述透明導層的材料為ITO、ATO、FTO或AZO。

在本發明的發光二極管的制造方法中，采用化學氣相沉積法形成所述N-GaN層、量子阱層及P-GaN層。

如上所述，本發明的發光二極管的制造方法，具有以下有益效果：先于藍寶石襯底上形成包括N-GaN層、量子阱層、P-GaN層及透明導電層的發光外延層，然后定義發光外延陣列并依據陣列刻蝕出劃道并進行劃片，形成多個直至所述N-GaN層的劃道及從各該劃道延伸至所述半導體襯底一預設深度的V型劃片槽，接著制備電極并減薄藍寶石襯底，最后采用裂片刀并使裂片刀的壓迫位置與所述V型劃片槽底部之間具有1~150um的橫向偏移對各該發光外延陣列進行裂片，以獲得出光斜面。本發明通過使裂片刀壓迫位置與劃片槽之間具有一定的橫向偏移進行裂片，在藍寶石襯底中獲得一出光斜面，有效的增加了出光面積，提高發光二極管的出光效率。本發明只需花費較低的成本便可提高發光二極管的出光效率，且工藝簡單，適用于工業生產。

附圖說明

圖1顯示為現有技術的發光二極管的制造方法的裂片方法示意圖。

圖2~圖3顯示為本發明的發光二極管的制造方法步驟1）所呈現的結構示意圖。