[發明專利]一種LED芯片的制造方法

無效

• 申請號: 201210351625.3
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102856448A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 虞浩輝;周宇杭
• 申請（專利權）人: 江蘇威納德照明科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及一種半導體器件的制造方法。

背景技術

近年來，以GaN和SiC為代表的第三代寬禁帶半導體材料受到人們廣泛關注和大力研究，尤其是III-V族氮化物半導體材料以及與它們相關的合金和異質結材料，在高溫、高頻大功率器件方面具有很大的優勢。

目前，高亮度的藍綠LED已經研制成功，但是高的穿透位錯密度的存在限制了這些器件性能的進一步提高，因此在實現高性能的LED方面能否取得突破性進展，降低GaN位錯密度至關重要。

現在國際上普遍應用的GaN基發光二極管主要是異質外延在平坦的襯底上，其中襯底可以為藍寶石等，這種結構的缺點在于：由于沒有晶格匹配的襯底材料，GaN基發光二極管都是異質外延生長在藍寶石、碳化硅或硅等襯底上，晶格常數的差異使外延材料存在著很多的位錯，這些缺陷限制了發光二極管的內量子效率；光從外延層進入襯底時，由于界面比較平坦，光的入射角比較小，且GaN和襯底折射率相差不大，導致反射率低，大部分光會逸出到襯底，不能有效反射回外延層，大大降低了GaN基發光二極管的出光效率。

為了提高GaN基發光二極管的出光效率，已有多項工作圍繞圖形化襯底展開，主要是通過刻蝕藍寶石，制作圖形襯底。如公開號為1020080087406、1020060127623的韓國專利，在藍寶石上制作半球形掩模，在刻蝕藍寶石得到半球形的圖案，上述方法雖然部分減少了外延缺陷和提高了出光效率，但仍然存在如下缺點：由于藍寶石的折射率為1.8，同GaN的折射率比較相近，當光從外延層進入圖形化襯底時，反射率提高不明顯，對于GaN基發光二極管出光率的改善達不到預期效果。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明提供了一種發光二極管芯片的制造方法，采用該方法可提高芯片的出光效率，從而能有效提高芯片亮度。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種LED芯片的制造方法，包括以下步驟：

（1）、在藍寶石襯底上制作掩蔽層，掩蔽層為Si₃N₄。

掩蔽層厚度優選6～8微米。

（2）、在所述掩蔽層上制作光刻膠圖案，所述光刻膠圖案在掩蔽層表面形成多個單元，各單元之間有部分掩蔽層露出。

（3）、在露出的掩蔽層上進行激光刻線，劃至所述藍寶石襯底，形成釋放應力線，該釋放應力線將藍寶石襯底劃分為多個芯片單元；激光刻線所采用的激光波長為200-400nm，釋放應力線寬度為2-15微米，劃線深度為15-50微米。

優選地，激光波長為355nm，釋放應力線寬度為6微米，劃線深度為25微米。

（4）、去除所述光刻膠圖案。

優選采用去膜劑清洗，清洗時間為10-20分鐘。

（5）、以所述掩蔽層作為保護層，使用磷酸、硫酸的混合液對釋放應力線側壁進行腐蝕，清除劃線生成物。

優選地，磷酸、硫酸的體積比為1：3，腐蝕溫度為300-350℃，腐蝕時間為50-60分鐘。

（6）、使用清洗液去除所述掩蔽層，清洗液為氫氟酸。

（7）、在上述步驟得到的表面具有釋放應力線的藍寶石襯底上生長GaN基半導體外延層，該半導體外延層至少包括N型半導體層、位于所述N型半導體層之上的有源層，以及位于所述有源層之上的P型半導體層。

制備半導體外延層時，優選金屬有機化學氣相沉積、分子束外延、氫化物氣相外延等技術。

（8）、對每個芯片單元進行刻蝕，以露出部分所述N型GaN層，然后在露出的N型GaN層上制作N電極、在P型GaN層上制作透明電極和P電極。

（9）在芯片表面制作鈍化層，并露出N電極和P電極得到LED晶片；對LED晶片進行背面研磨減薄，再裂片得到LED芯片。

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

本發明的LED芯片的制造方法包括如下步驟：