[发明专利]一种GaN基发光二极管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别是GaN基发光二极管的制作方法。

背景技术

GaN基材料是最常用的制备LED芯片的方法，GaN LED制备的各种光源具有节能、环保、冷光源、显色指数高、响应速度快、体积小和工作寿命长等突出优点。GaN主要在蓝宝石衬底、SiC衬底、Si衬底上外延生长，其中宝石衬底为主流，外延层包括N-GaN，MQW，P-GaN。芯片制作工艺主要包含刻蚀，透明电极制作，金属电极制作，钝化层的制作，然后研磨减薄，划片、裂片。

现有技术中，LED芯片制作技术的主要流程为：外延，然后是前制程，包括台面刻蚀，透明电极制作，金属电极制作，钝化层的制作，之后是后制程，包括研磨，划片，裂片。如中国专利公开号为CN101355118A的《光学复合膜作电极的GaN功率型LED的制作方法》。在这个流程中，可能会增加一些工艺，比如侧壁腐蚀技术，见台湾第I270223号专利、美国第6849524号专利、美国第5631190号专利等。总体上，现有技术中的LED芯片制作技术都采用先做电极，然后研磨的顺序，发光二极管的亮度还有待提高。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种GaN基发光二极管的制作方法。它采取先研磨后做电极的工艺流程，可以有效提高发光二极管的亮度。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种GaN基发光二极管的制作方法，它的方法步骤为：

①在蓝宝石衬底上外延氮化镓层，氮化镓层包含N-GaN层、有源层和P-GaN层；

②研磨减薄蓝宝石衬底；

③在氮化镓层表面采用电子束蒸发设备蒸镀ITO薄膜；

④在器件表面涂胶、曝光和显影形成掩蔽层，用ITO刻蚀液刻蚀出N型电极区域的ITO，然后采用ICP设备刻蚀出N型电极区域，去除光刻胶，在N₂气氛中退火；

⑤用PECVD蒸镀SiO₂钝化层；

⑥在器件表面涂胶、曝光和显影形成掩蔽层，用BOE腐蚀SiO₂钝化层(5)，用电子束蒸发设备蒸镀金属电极，剥离去胶，形成P-GaN层上的金属电极一与N-GaN上的金属电极二，然后在N₂气氛中退火；

⑦在器件上表面涂胶、曝光和显影形成掩蔽层，用ICP刻蚀工艺刻蚀切割道，该刻蚀深度位置可以位于GaN外延层位置，可以位于蓝宝石衬底的上表面，也可以位于蓝宝石内的位置；

⑧在蓝宝石衬底底面进行激光划片，产生熔渣碎屑；

⑨将蓝宝石衬底的底面向上放置于ICP设备中，进行ICP刻蚀，清除熔渣碎屑；

⑩最后进行裂片，形成单个发光二极管芯片。

在上述制作方法中，所述蓝宝石衬底的厚度研磨减薄至120微米至300微米。

在上述制作方法中，所述刻蚀出N型电极区域后，器件在N₂气氛中退火的温度为500℃～600℃。

在上述制作方法中，所述形成金属电极一与金属电极二后，器件在300℃的N₂气氛中退火10分钟。

本发明由于采用了上述方法，采用的工艺流程为外延生长、研磨减薄、电极制作、划片和裂片。本发明主要特点为先研磨减薄，然后制作电极，能使发光二极管亮度提高1％-10％。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1至图10为本发明的方法步骤示意图。

具体实施方式

本发明制作GaN基发光二极管的方法步骤为：

①参看图1，在蓝宝石衬底1上外延氮化镓层2，氮化镓层2包含N-GaN层、有源层和P-GaN层；

②参看图2，研磨减薄蓝宝石衬底1的厚度至120微米至300微米；

③参看图3，在氮化镓层2表面采用电子束蒸发设备蒸镀ITO薄膜3；

④参看图4，在器件表面涂胶、曝光和显影形成掩蔽层，用ITO刻蚀液刻蚀出N型电极区域的ITO，然后采用ICP设备刻蚀出N型电极区域4，去除光刻胶，在温度为500℃～600℃的N₂气氛中退火；

⑤参看图5，用PECVD蒸镀SiO₂钝化层5；