[發明專利]一種功率型發光二極管的制作方法

有效

• 申請號: 201210361848.8
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN103681981A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 朱廣敏;郝茂盛;齊勝利;陶淳;潘堯波;張楠;陳誠;陳耀;袁根如;李士濤
• 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;H01L21/78
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明屬于半導體照明領域，特別是涉及一種功率型發光二極管的制作方法。

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。

一般的功率型發光二極管的制備方法可以采用PSS藍寶石襯底為基板采用MOCVD沉積發光二極管外延結構，或者采用平片藍寶石襯底為基板，采用MOCVD沉積發光二極管外延結構，然后對p-GaN層表面進行粗化，然后進行發光二極管芯片的制備。發光二極管芯片的制備一般包括以下步驟：外延清洗-發光二極管晶胞隔離-N面臺階刻蝕-絕緣層沉積-涂保護膠—正劃—絕緣層制備—ITO蒸鍍—ITO光刻—P和N焊盤及電極橋接蒸鍍—開雙孔—襯底背減薄-背鍍反射鏡-裂片。按照上述方法制備發光二極管的缺點是：發光二極管亮度提升有限，并且發光二極管晶胞隔離較為困難，對于PPS藍寶石襯底，由于凸PSS包的存在，使得凸包與凸包之間GaN難以完全刻蝕；另外，若將發光二極管外延層刻透（6um以上），需要較長時間的刻蝕，會對刻蝕側壁及表面造成損傷，會大大降低整個發光二極管芯片的出光效率。

因此，提供一種新型的功率型發光二極管的制作方法實屬必要。

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功率型發光二極管的制作方法，用于解決現有技術中功率型發光二極管亮度提升有限，晶胞隔離比較困難容易導致器件失效，刻蝕較厚的發光外延層成本較高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種功率型發光二極管的制作方法，所述制作方法至少包括以下步驟：

1）提供一藍寶石襯底，于所述藍寶石襯底上制備u-GaN層；

2）刻蝕所述u-GaN層至所述藍寶石襯底形成多個走道，以隔出多個相互獨立的u-GaN單元；

3）于各該u-GaN單元上形成介質層；

4）對各該介質層進行圖案化處理，以在各該u-GaN單元表面的形成多個周期性排列且具有預設圖案的介質層單元；

5）于上述結構表面形成發光外延層；

6）清除各該走道內的發光外延層，并于所述發光外延層中刻蝕出N電極制備區域，然后制備P電極及N電極，形成多個發光二極管晶胞；

7）依據各該發光二極管晶胞對所述藍寶石襯底進行激光內切處理；

8）對所述藍寶石襯底進行減薄；

9）于所述藍寶石襯底背表面制作背鍍反射鏡；

10）對上述結構進行裂片以獲得多個獨立的發光二極管晶胞。

在本發明的功率型發光二極管的制作方法中，采用化學氣相沉積法或氫化物氣相外延法制備所述u-GaN層。

優選地，所述u-GaN層的厚度2~5um。

作為本發明的功率型發光二極管的制作方法一種優選方案，所述介質層為SiO₂層、SiO₂與Ti₂O₅周期性濺射層或SiO₂與Ta₂O₅周期性濺射層。

優選地，所述介質層的厚度為60~1200nm。

作為本發明的功率型發光二極管的制作方法一種優選方案，所述介質層單元的形狀為正六邊形、圓形、矩形、正方形或菱形。

作為本發明的功率型發光二極管的制作方法一種優選方案，所述介質層單元呈六角陣列排列。

作為本發明的功率型發光二極管的制作方法一種優選方案，所述步驟6）中，采用選擇性腐蝕技術或感應耦合等離子刻蝕技術清除各該走道內的發光外延層。

在本發明的功率型發光二極管的制作方法所述步驟8）中，采用激光對減薄后的藍寶石襯底進行2次內劃處理。

在本發明的功率型發光二極管的制作方法所述步驟9）中，采用裂片刀的方式進行裂片。