[發明專利]一種氮化鎵基高亮度發光二極管的制作方法

有效

• 申請號: 201210324971.2
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102832303A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 鄭建森;林素慧;彭康偉;洪靈愿
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氮化鎵基高亮度發光二極管的制作方法，尤其是涉及一種具有隱形切割和側壁蝕刻相結合的氮化鎵基高亮度發光二極管的制作方法。

背景技術

目前，適合商用的藍綠光LED都是基于GaN的III-V族化合物半導體材料。由于GaN基LED外延片的P-GaN層空穴濃度小，且P-GaN層厚度較薄，絕大部分發光時從P-GaN層透出。而P-GaN層不可避免地對光有吸收作用，導致LED芯片外量子效率不高，大大降低了LED的發光效率。采用氧化銦錫層作為電流擴展層的透射率較高，但導致LED電壓要高一些，壽命也受到影響。另外，在外加電壓下，由于存在電流擴散不均勻，一些區域電流密度很大，影響LED壽命。總之，在外部量子效率方面，現有GaN基LED還是顯得不足，一方面與電流非均勻分布有關，另一方面則是與當光發射至電極會被電極本身所吸收有關。為此，改善LED發光效率的研究較為活躍，主要技術有采用表面（界面）粗化技術、生長布布拉格反射（DBR）結構、透明襯底技術、襯底剝離技術、倒裝芯片技術以及異形芯片技術。其中表面（界面）粗化是較為簡單有效的方式之一，諸如圖形化襯底、外延表面粗化、透明導電層粗化、光子晶體等針對出光面或者襯底的粗化技術已經被廣泛采用并獲得明顯效果。

目前，C-Plane（晶面（0001））藍寶石基板是普遍使用的藍寶石基板，采用濕法蝕刻工藝對藍寶石基板或外延層的側壁進行粗化界面并改變發光二極管外形尺寸是常用手段。但是，在LED激光正劃之后做側壁濕法腐蝕過程中，往往會出現由于LED的平行于藍寶石平邊方向（晶向[10-10]或[-1010]）的側壁較垂直于平邊方向（晶向[1-210]或[-12-10]）的腐蝕速度不一樣，導致腐蝕工藝時間、溫度控制很難把握，如腐蝕時間較短或溫度較低，容易發生平行于平邊方向的側壁往往腐蝕不夠的現象，激光正劃后留下的燒痕、碎屑等副產物不易清洗干凈，進而影響出光效率、降低漏電不良率；如腐蝕時間較長或溫度較高，容易出現垂直于平邊方向的側壁往往腐蝕過頭，影響工藝控制的穩定性。

申請號為200810042186.1的中國專利公開了一種發光二極管芯片制造方法，在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，再用磷酸(溫度為100-220度)、熔融的KOH或加熱的濃KOH溶液對芯片的側壁和暴露在側壁的N-GaN進行濕法腐蝕，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片，再進行ICP或RIE刻蝕至N-GaN，最后做常規工藝。但是，該發明對發光二極管芯片不管是平行于平邊方向的側壁，還是垂直于平邊方向的側壁均采用激光劃片技術后做腐蝕，容易出現發光二極管芯片平行于平邊方向的側壁清洗不干凈，影響取光效率、漏電不良率和劈裂良率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種采用隱形切割和側壁蝕刻技術相結合制作高亮度發光二極管的方法。本發明可以充分發揮隱形切割和側壁蝕刻技術的優點，有效地增加發光二極管的側壁出光，提升出光效率，降低漏電不良率，提高劈裂良率。

一種氮化鎵基高亮度發光二極管的制作方法，其特征在于：制作步驟如下：

(1)???提供藍寶石襯底，在其上生長發光外延層；

(2)???在所述外延層上生長保護層，構成LED晶片；

(3)???在所述晶片正面垂直于平邊的方向上形成縱向溝道，使得LED晶片暴露出縱向側壁；

(4)???在與所述縱向溝道相交的方向上，采用隱形切割從正面穿透劃出橫向溝道，使得LED橫向側壁獲得一系列不貫通的孔洞結構；

(5)???采用濕法蝕刻對上述縱向側壁和橫向側壁進行腐蝕，使得LED晶片縱向側壁獲得一系列貫通的孔洞結構，由于溶液的流動貫穿作用，所述橫向側壁不貫通的孔洞結構腐蝕后呈貫通的孔洞結構；

(6)???去除保護層；

(7)???在外延層表面上制作透明導電層及?P、N電極；

(8)???經過研磨、劈裂工藝，得多個發光二極管芯粒。