[发明专利]LED芯片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED芯片的制造方法，该LED芯片具有如下构造：在透光性基板的一侧的主面(作为表面侧)上形成着产生发出光的LED元件，而在另一主面(作为背面侧)上形成具有将该发出光反射这一性质的反射膜。

背景技术

对于构造为在芯片状蓝宝石基板上形成着包含Ⅲ族氮化物系半导体的LED元件主体的LED芯片，例如可以蓝色系发光二极管(LED)的形式产品化。

最近，利用如下的LED芯片，其为了提高来自LED芯片的发出光的获取效率，于发出光可透过的透光性基板(蓝宝石基板等)的背面侧形成金属反射膜，不仅有效利用从LED元件主体直接出射的发出光，且有效利用了暂时入射到基板内且由背面侧的金属反射膜反射后再次穿过基板而出射的发出光(参照专利文献1)。

图6是表示在透光性基板的背面侧形成着反射膜的LED芯片的典型例的GaN系LED的截面构造图。

在蓝宝石基板10的第一主面(表面)上形成着半导体积层构造，该半导体积层构造包括如下两个区域：一区域中依次积层着GaN缓冲层12、n型GaN层13、n型AlGaN层14、包含GaInN的发光层15、p型AlGaN层16、及p型GaN层17；另一区域中，n型AlGaN层14、发光层15、p型AlGaN层16、p型GaN层17的一部份经蚀刻而除去，直至n型GaN层13的一部分露出为止。在该半导体积层构造的外周面，除电极形成部分之外形成着SiO₂膜18作为绝缘保护膜。而且，在p型GaN层17上形成着透光性p型电极19(Au薄膜)，在n型GaN层13上形成着n型电极20(Ti/Al/Au膜)。

在蓝宝石基板10的第二主面(背面侧)上形成着反射膜11。反射膜11使用的是对于来自发光层15的发出光的波长具有良好的反射特性的材料，具体地说，例如形成着一层Au膜，由此，将欲从背面穿过的发出光向蓝宝石基板10侧反射。

另外，反射膜11中，考虑到LED元件的发光特性和材料成本，除了Au膜之外，还使用Al膜或介电多层膜作为反射膜的材料。也就是说，根据LED元件主体的半导体材料的种类和膜厚，发光波长区域(发光光谱)有所不同，因此，可对应于元件和LED(商品)而选择使用对发光波长的反射特性良好的材料。例如，当利用涂布在元件周边的荧光材料的荧光光束时，也考虑到该影响而选择材料。具体地说，若为白色LED(包含荧光材料和蓝色LED的白色LED，或者包含RGB3波长荧光材料和紫光源的白色LED)，则有时使用可见光波长即约350nm～800nm的波长区域内的反射率优良的介电多层膜。另一方面，当优先考虑材料成本时，可使用Al膜。

背面侧形成着反射膜的LED芯片是经过以下制造步骤制造的。也就是说，将晶片状的蓝宝石基板用作母板，首先，在母板的第一主面(表面)上以格子状的图案形成LED元件主体，接着，将背面研磨到所需的厚度之后，在母板的第二主面(背面)形成反射膜(元件形成步骤)。此后，为了针对每个LED元件主体进行分割，将蓝宝石基板分割成芯片状从而作为LED芯片(产品)而取出(芯片分割步骤)。

此处，关于从母板分割成各个LED芯片的芯片分割加工进行说明。一般而言，在LED芯片的制造步骤中，也与其他半导体产品一样，当将母板分割成各个芯片时，实施利用切割刀(切块机，dicer)、钻石划线器(diamond scriber)等的机械加工，或者实施利用照射激光光束的任一种激光加工而进行的分割。

其中，当利用使用切割刀或钻石划线器等加工工具的机械划线加工来分割母板时，因为蓝宝石是比玻璃等硬得多的脆性材料，所以加工工具容易磨损，而且经加工的分割面上除了所需的裂纹(crack)以外还容易产生会导致产品不良的碎屑(chipping)。

另一方面，当利用YAG激光等高输出脉冲激光(脉宽10^-9～10^-7秒)的激光加工来分割母板时，采用周知技术即激光烧蚀(LaserAblation)或多光子吸收进行分割。也就是说，将激光光束汇聚到基板表面附近或者基板内部，使基板表面附近产生烧蚀而形成沟槽，或利用多光子吸收而在基板内部形成加工变质部，从而使这些加工部分成为用于断开的分割起点(参照专利文献2、专利文献3)。