[發(fā)明專(zhuān)利]集成LED芯片及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210516461.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102969412A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛鳳娟;姚禹;苗振林;田艷紅;胡棄疾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/00
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/00;H01L21/762;H01L27/15
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種集成LED芯片及其制作方法。

背景技術(shù)

陣列式高壓/交流LED芯片由于具有明顯的光效及應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，成為未來(lái)LED，尤其是白光LED市場(chǎng)的一個(gè)重要的發(fā)展方向。

基于藍(lán)寶石基板的藍(lán)光LED芯片來(lái)說(shuō)，一般的芯片制作方法中必不可少的步驟是要利用等離子體刻蝕設(shè)備將部分的P型GaN和量子阱移除，使N型GaN外露。

而對(duì)于集成LED芯片來(lái)說(shuō)，最重要的步驟是要使得集成芯片的單胞與單胞之間形成絕對(duì)的電學(xué)隔離。即需要將N層的連接完全打斷。目前的做法依然是采用等離子刻蝕的方法進(jìn)行，但是包含量子阱層、N層直至緩沖層的厚度一般有4-5μｍ，尤其對(duì)于PSS襯底的外延層來(lái)說(shuō)，厚度可達(dá)6μｍ以上，要刻蝕如此深的深度，對(duì)掩蔽材料以及掩蔽材料的高保真高選擇比都有著很高的要求，另外對(duì)ICP的刻蝕工藝也提出了很高的要求。以目前通常ICP的刻蝕速率為來(lái)計(jì)算，刻蝕6μｍ深的隔離槽，光是刻蝕的時(shí)間就需要75分鐘，長(zhǎng)時(shí)間的等離子體的轟擊勢(shì)必會(huì)給設(shè)備以及晶片本身帶來(lái)?yè)p傷，也很難做出清晰整齊的圖形界面。

一種采用分步蝕刻以形成隔離槽的發(fā)光二極管的制作方法被提出，該方法雖然解決了上述問(wèn)題，但是工序依舊過(guò)多，因此，本發(fā)明旨在提供一種更為簡(jiǎn)便有效的工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種集成LED芯片及其制作方法，以簡(jiǎn)化集成LED芯片的制備流程。

為此，在本發(fā)明中提供了一種集成LED芯片的制作方法，包括以下步驟：S1、在襯底上生長(zhǎng)外延層，形成晶片基體，外延層包括自?xún)?nèi)向外設(shè)置的第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及第二半導(dǎo)體層；S2、根據(jù)預(yù)設(shè)的芯片單胞尺寸，采用激光切割的方式在晶片基體上形成用于隔離相鄰單胞的隔離槽，隔離槽的底部延伸至晶片基體的襯底處，形成具有第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)的晶片；S3、去除部分第二半導(dǎo)體層和發(fā)光層，露出位于其下的第一半導(dǎo)體層，形成具有第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)的晶片；S4、在第二半導(dǎo)體層的表面上形成透明導(dǎo)電膜，形成具有第三過(guò)渡結(jié)構(gòu)的晶片；S5、在由所述第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層和發(fā)光層疊加形成的側(cè)壁上、以及隔離槽中形成鈍化層；S6、在由隔離槽隔離的各單胞之間形成金屬連接線，形成集成LED芯片。

進(jìn)一步地，上述步驟S2中進(jìn)一步包括：S21、在晶片基體的表面形成具備耐酸腐蝕性能的保護(hù)層；S22、采用激光切割的方式在涂覆有保護(hù)層的晶片基體上形成隔離槽；S23、將具有隔離槽的晶片基體置于溫度為150-250℃的熱酸中浸泡5-20min，形成具有第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)的晶片；S24、去除保護(hù)層。

進(jìn)一步地，上述步驟S2中采用激光切割的方式在晶片基體上形成隔離槽的步驟中，所采用的激光的功率為0.7-1.1W，激光相對(duì)于晶體基板的移動(dòng)速度為30-60mm/s，相鄰單胞中所形成的隔離槽的深度為5-7μm，寬度為3-5μｍ。

進(jìn)一步地，上述步驟S2中形成隔離槽的步驟中，在相鄰單胞之間形成2-3條隔離槽，各隔離槽沿其延伸方向連續(xù)或不連續(xù)延伸，隔離槽不連續(xù)延伸時(shí)，位于相鄰單胞中各隔離槽相對(duì)于同一側(cè)單胞的投影連續(xù)延伸。

進(jìn)一步地，上述步驟S2中形成隔離槽的步驟中，在相鄰單胞中形成2-3條隔離槽，且各隔離槽不連續(xù)延伸時(shí)，操作步驟包括：A1、預(yù)設(shè)各不連續(xù)延伸的隔離槽中各段的間距；A2、根據(jù)所預(yù)設(shè)的間距，采用激光依次切割隔離槽中不連續(xù)延伸的各段。

進(jìn)一步地，上述步驟S2中形成隔離槽的步驟中，在相鄰單胞中形成2-3條隔離槽，且各隔離槽不連續(xù)延伸時(shí)，操作步驟包括：B1、預(yù)設(shè)各不連續(xù)延伸的隔離槽中各段的間距；B2、根據(jù)所預(yù)設(shè)的間距，在各間隔部設(shè)置阻擋材料，形成預(yù)備件；B3、采用激光連續(xù)切割根據(jù)隔離槽的延伸方向連續(xù)切割預(yù)備件。

進(jìn)一步地，在上述步驟S3形成具有第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)的晶片后還進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)步驟，監(jiān)測(cè)步驟包括：C1、測(cè)量相鄰單胞或不相鄰的單胞間第一半導(dǎo)體層間的阻值，如果電阻大于1MΩ，則證明隔離槽有效；或者C2、在相鄰單胞或不相鄰的單胞間注入一定電流，如果電壓無(wú)限大，則證明隔離槽有效。

進(jìn)一步地，上述步驟S1中形成晶片基體的步驟還包括：在外延層遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的表面上形成保護(hù)膜；步驟S3中，在去除具有第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)的晶片中部分第二半導(dǎo)體層和發(fā)光層之前，還包括去除具有第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)的晶片表面保護(hù)膜的步驟。