[發明專利]集成LED芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 201210516461.5
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN102969412A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 牛鳳娟;姚禹;苗振林;田艷紅;胡棄疾
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/762;H01L27/15
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其是涉及一種集成LED芯片及其制作方法。

背景技術

陣列式高壓/交流LED芯片由于具有明顯的光效及應用領域的優勢，成為未來LED，尤其是白光LED市場的一個重要的發展方向。

基于藍寶石基板的藍光LED芯片來說，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備將部分的P型GaN和量子阱移除，使N型GaN外露。

而對于集成LED芯片來說，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的電學隔離。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，尤其對于PSS襯底的外延層來說，厚度可達6μｍ以上，要刻蝕如此深的深度，對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的刻蝕速率為來計算，刻蝕6μｍ深的隔離槽，光是刻蝕的時間就需要75分鐘，長時間的等離子體的轟擊勢必會給設備以及晶片本身帶來損傷，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光二極管的制作方法被提出，該方法雖然解決了上述問題，但是工序依舊過多，因此，本發明旨在提供一種更為簡便有效的工藝方法。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術不足，提供一種集成LED芯片及其制作方法，以簡化集成LED芯片的制備流程。

為此，在本發明中提供了一種集成LED芯片的制作方法，包括以下步驟：S1、在襯底上生長外延層，形成晶片基體，外延層包括自內向外設置的第一半導體層、發光層以及第二半導體層；S2、根據預設的芯片單胞尺寸，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，形成具有第一過渡結構的晶片；S3、去除部分第二半導體層和發光層，露出位于其下的第一半導體層，形成具有第二過渡結構的晶片；S4、在第二半導體層的表面上形成透明導電膜，形成具有第三過渡結構的晶片；S5、在由所述第一半導體層、第二半導體層和發光層疊加形成的側壁上、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。

進一步地，上述步驟S2中進一步包括：S21、在晶片基體的表面形成具備耐酸腐蝕性能的保護層；S22、采用激光切割的方式在涂覆有保護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，形成具有第一過渡結構的晶片；S24、去除保護層。

進一步地，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，激光相對于晶體基板的移動速度為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或不連續延伸，隔離槽不連續延伸時，位于相鄰單胞中各隔離槽相對于同一側單胞的投影連續延伸。

進一步地，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，且各隔離槽不連續延伸時，操作步驟包括：A1、預設各不連續延伸的隔離槽中各段的間距；A2、根據所預設的間距，采用激光依次切割隔離槽中不連續延伸的各段。

進一步地，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，且各隔離槽不連續延伸時，操作步驟包括：B1、預設各不連續延伸的隔離槽中各段的間距；B2、根據所預設的間距，在各間隔部設置阻擋材料，形成預備件；B3、采用激光連續切割根據隔離槽的延伸方向連續切割預備件。

進一步地，在上述步驟S3形成具有第二過渡結構的晶片后還進一步包括監測步驟，監測步驟包括：C1、測量相鄰單胞或不相鄰的單胞間第一半導體層間的阻值，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，如果電壓無限大，則證明隔離槽有效。

進一步地，上述步驟S1中形成晶片基體的步驟還包括：在外延層遠離襯底一側的表面上形成保護膜；步驟S3中，在去除具有第一過渡結構的晶片中部分第二半導體層和發光層之前，還包括去除具有第一過渡結構的晶片表面保護膜的步驟。