[发明专利]一种发光二极管芯片制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管芯片制作方法，特别涉及一种基于蓝宝石衬底GaN外延片切割成发光二极管芯片的制作方法。

背景技术

GaN基III-V族氮化物是一种重要的属于直接带隙的宽禁带半导体材料，由于其特有的带隙范围，优良的光、电学性质，优异的物理和化学性能，在蓝、绿、紫、紫外光以及白光发光二管、短波长激光二极管、紫外探测器、功率电子器件等光电子器件和电子器件以及特殊条件下的半导体器件等领域中得到广泛的应用。目前蓝宝石衬底是氮化物进行异质GaN发光二极管外延生长最为常用的衬底之一，通过在蓝宝石衬底上依次层叠N型层、有源层和P型层而获得氮化物基发光二极管晶片，再将其切割成发光二极管芯片来制造发光器件。

图1a、1b是传统发光二极管芯片形成的工艺，在蓝宝石衬底14上生长N型氮化物层13、P型氮化物层11以及介于N型氮化物层13和P型氮化物层11之间的多量子阱层12，通过刻蚀工艺刻蚀露出N型层13后，制作N电极20，P电极10，背面研磨减薄之后用激光划片，再用裂片机裂片得到发光二极管芯片，裂片机裂片过程中，裂痕从蓝宝石衬底14向蓝宝石衬底14和N型氮化物层13的接触面延伸，然而，基于蓝宝石衬底14上的氮化物层具有异质外延结构，相对于蓝宝石衬底具有大的晶格失配，存在较大的应力，裂痕到达接触面时不能沿着预定的方向开裂，当裂痕沿着外延层开裂时，导致不良发光二极管芯片的产生。该方法得到的发光二极管芯片形状不规则，成品率低，芯片边缘粗糙。

为了避免以上缺陷，在刻蚀露出N型层13，制作N电极20，P电极10之后，利用激光从发光二极管晶片正面进行辐照切割，使衬底露出或切入部分衬底，如图2a、2b所示，利用该方法得到的发光二极管晶片通常在激光辐照切割的接触面会形成一融化层16，虽然得到形状比较规则的发光二极管芯片，成品率也得到了很大的提升，但在实践中，一方面由于激光处理所得到的残渣容易沉积在发光二极管晶片侧面上或者沉积并覆盖在将要形成的电极表面上，同时附着在侧面上的Ga离子等也会严重影响发光二极管芯片的光电参数，此外，融化层16不透光还会影响发光效率；另一方面激光划片时时常会发生激光烧到GaN层的情况，激光烧伤GaN后芯片的光电参数会发生改变，特别是漏电参数的升高，将导致芯片报废。

发明内容

本发明提供一种发光二极管芯片制作方法，以通过改进芯片制作工艺得到外形规整、光电参数良好的发光二极管芯片。

为了达到上述目的，本发明提供一种发光二极管芯片制作方法，包括以下步骤：(1)在蓝宝石衬底上生长N型氮化物层、P型氮化物层以及介于N型氮化物层和P型氮化物层之间的多量子阱层获得发光二极管晶片；(2)利用激光辐照切割技术对发光二极管晶片进行正面划片直至划入衬底；(3)制作N电极，P电极，通过芯片制程工艺中的刻蚀工艺对步骤(2)中的发光二极管晶片进行刻蚀；(4)对步骤(3)所得到的发光二极管晶片进行背面研磨减薄，再用裂片机裂片得到发光二极管芯片。

进一步地，在所述步骤(2)正面划片前再涂布一层保护膜避免激光辐射造成对发光二极管晶片表面造成损害。

进一步地，在所述步骤(2)中利用激光辐照切割工艺对发光二极管晶片进行正面划片后还包括对发光二极管晶片侧壁进行粗化。

进一步地，在所述步骤(2)划入衬底的深度为20um-50um。

进一步地，在所述步骤(2)激光辐照切割波长为250nm-500nm。

进一步地，在所述步骤(3)刻蚀工艺为感应耦合等离子刻蚀或反应离子刻蚀。

进一步地，在所述步骤(3)刻蚀前还包括在P型氮化物层上制作透明导电层的步骤。

本发明在制作发光二极管芯片的过程中，将利用激光辐照切割技术对发光二极管晶片进行正面划片步骤提前到制作N、P电极之前，利用制作N、P电极时的刻蚀工艺将激光辐照切割过程中形成的融化层，以及沉积在发光二极管晶片侧面和表面电极上的残渣移除，大大优化了芯片的光电参数和发光二极管芯片的成品率。

附图说明

图1a-1b是现有技术中发光二极管芯片制作步骤的剖面示意图；

图2a-2b是现有技术中发光二极管芯片制作步骤的剖面示意图；

图3a-3e是本发明中发光二极管芯片制作方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。