[发明专利]制备牢固的发光二极管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用InGaAlN基(In_xGa_1-xAl_yN_1-y，0＜＝x＜＝1，0＜＝y＜＝1)半导体材料制造半导体发光器件，更具体而言，本发明涉及一种在后制程，测试和封装期间降低外延制备的InGaAlN-基发光二极管的损坏风险的技术。

背景技术

III-V族氮化物化合物(如GaN，InN，和AlN)及其合金化合物(如AlGaN，InGaN，和AlGaInN)已被广泛地应用于可产生高效发光的发光二极管(LED)和激光二极管的制造。应用III-V族氮化物材料外延生长LED的技术包括金属有机化学汽相沉积(MOCVD)，分子束外延(MBE)及氢化物汽相外延(HVPE)。

LED的制造通常包括下列步骤：前制程，后制程，测试及封装。在前制程期间，制备好晶片并在晶片上外延生长InGaAlN基(In_xGa_1-xAl_yN_1-y，0＜＝x＜＝1，0＜＝y＜＝1)多层结构，从而得到LED。在后制程期间，切割晶片以分离得到单个的LED。随后，对每个LED进行测试和封装。

晶片邦定是应用于具有垂直电极结构的LED制造的一种技术。这种制造技术首先是在硅生长衬底上制造InGaAlN基多层结构，接着分别制备金属邦定材料层包覆的InGaAlN基多层结构和金属邦定层包覆的导电衬底。接下来利用金属邦定层对InGaAlN基多层结构和导电衬底进行压焊。随后，应用湿法刻蚀技术去除硅生长衬底。这种方法将InGaAlN基多层结构从硅生长衬底上转移至导电衬底上，并使多层结构倒置。这种方法制造的LED具有垂直电极结构，并因此可获得高的发光效率。

然而，在InGaAlN基多层结构和导电衬底之间形成的邦定并非总是牢固地可经受后续的加工和测试。具体来说，利用邦定材料对两个不平坦表面进行压焊得到的邦定降低了接触表面的完整性且削弱了邦定强度。因此，经晶片邦定制造的LED在后续测试工序中遭遇外部力量时可能破裂。例如，当真空吸钳抓取器件时，来自真空吸钳的外部力量可导致器件在器件结构和真空吸气孔之间的接触点上破裂。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种制备发光二极管(LED)的方法。该方法包括在导电衬底上制备InGaAlN基多层LED结构。进一步地，该方法包括穿透多层LED结构的有源区刻蚀出预定图案的凹槽。该凹槽分隔出发光区域与非发光区域。另外，该方法包括在发光和非发光区域上沉积电极材料，从而形成电极。此外，该方法包括沉积钝化层用于覆盖发光和非发光区域。除此之外，该方法包括去除电极上的钝化层，使被电极材料和钝化层覆盖的非发光区域比发光区域和电极更高，从而使发光区域避免与测试设备接触。

在该实施例的一个变型中，制备InGaAlN基多层LED结构包括通过在生长衬底上刻蚀出凹槽对生长衬底进行图形化，并因此在生长衬底上形成台面；在生长衬底上的各个台面上沉积InGaAlN基多层结构；在InGaAlN基多层结构上沉积金属邦定层；在导电衬底上制备金属邦定层；对InGaAlN基多层结构和导电衬底进行邦定；去除生长衬底。

在该实施例的一个变型中，预定图案是在LED结构的两个相对的角上刻蚀得到的凹槽图案。

在该实施例的一个变型中，预定图案是在LED结构上刻蚀的矩形或圆形图形的凹槽，其中发光区域被围在凹槽图案内。

在该实施例的一个变型中，电极包括金-锗-镍合金。

在该实施例的一个变型中，钝化层包括二氧化硅。

在该实施例的一个变型中，去除电极上的钝化层包括应用光刻技术。

在该实施例的一个变型中，被电极材料和钝化层覆盖的非发光区域高出发光区域和电极大约0.1μm～2μm。

在另一个变型中，被电极材料和钝化层覆盖的非发光区域高出发光区域和电极大约0.5μm。

附图说明

说明书部分随附的图形被用于阐述本发明的某些特征。参考这些图形的一个或多个，并结合这里所作的描述，可以更好的理解本发明。应值得注意的是，图形中说明的特征不一定是按照规定比例绘制。

图1图示了用于LED测试的带有机械抓手的吸盘的横截面图。

图2是说明根据本发明一个实施例的在导电衬底上制备LED结构的过程的流程图。

图3A图示了根据本发明一个实施例的在硅生长衬底上外延制备的InGaAlN基多层LED结构横截面视图。