[发明专利]一种倒金字塔形发光二极管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及GaN基半导体发光器件的制造方法，尤其是一种倒金字塔形发光二极管的制备方法。

背景技术

随着氮化镓基化合物发光二极管（LED）在显示和照明领域的广泛应用，客观上对LED需求数量呈现几何级数增加，这样对LED的亮度提出了更高的要求。    

众所周知，倒金字塔结构的LED芯片能够大大提高芯片正面的发光效率，目前，制备倒金字塔结构的LED芯片有用切片刀具切割的方法制备，也有利用化学腐蚀的方法直接腐蚀出倒金字塔结构。但是，GaN基LED芯片衬底材料为蓝宝石，硬度较高，化学性质稳定，机械加工中，对刀具的磨损和昂贵的金刚石刀具限制了机械加工的使用。化学腐蚀的方法不易控制倒金字塔结构的倾斜角度，而且在与目前的工艺结合中，往往需要引进新的设备和材料，增加投资，也有可能对芯片带来污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倒金字塔形发光二极管的制备方法，该方法利用激光切割结合抛光工艺技术，在LED芯片上制备倒金字塔结构。

本发明的技术方案为：一种倒金字塔形发光二极管的制备方法，该方法包括使用激光多次以不同的切割参数切割，组合不同深度的激光划痕，去除部分蓝宝石衬底，之后使用抛光工艺，抛光衬底。通过激光划片形成的不同深度划痕的组合，使制备倒金字塔结构所需要去除的蓝宝石衬底大部分去除。进一步去除多余蓝宝石衬底，可以使用化学腐蚀方法，也可以使用机械抛光工艺，也可以使用先去除激光切割形成的灰尘后，使用化学腐蚀或者抛光的工艺。 

本发明的优点在于：倾斜角度可控：只需要控制相邻切割划痕的深度变化，即可以控制倾斜面的倾斜角度。对目前的工艺改变较小，推广容易：只需要在目前的激光切割技术和侧腐技术的基础上作小范围更改，通过控制相邻划痕深度差距，可以将芯片侧面切割成其他几何形状，例如弧形。 

附图说明

图1为：两颗芯片利用本发明对应的激光切割示意图；

图2为：两颗芯片利用本发明对应的清洗划痕示意图；

图3为：两颗芯片利用本发明对应的方法加工后示意图；

图4为：三颗芯片利用本发明对应的方法加工后示意图；

图5为：裂片后得到的单颗LED芯片示意图。

具体实施方式

按照本发明的LED加工方法，可以使用一束激光分多次以不同的深度切割，使多余蓝宝石衬底分离，也可以使用多束激光同时对衬底进行加工。

按照本发明的LED芯片加工方法，可以使用化学方法使侧面光滑，例如腐蚀，也可以使用机械方法，例如砂轮等，使切割后侧面光滑。

需要特别指出的是，本文所使用的制造倒金字塔形结构的加工方法，也可以应用于其他材料的加工。

下面结合附图对本发明进行说明：

图1中，以两颗未划片的芯片为例，1为蓝宝石衬底，2为发光区，3、4、5、6为电极。7、8、9、10为划痕。可以看出，激光划痕基本上去除大部分的衬底，并且通过深度的控制，形成了近似倾斜面。

图2中，以两颗芯片为例，11,12,13为清洗后的划痕道。清洗划痕道使划片内灰尘去除，减小后期化学或者机械抛光工艺的要求。

图3为进行抛光后划痕的示意图。14为光滑倾斜面。

图4为三颗芯片利用本发明对应的方法处理后的示意图。

图5为三颗芯片处理后，中间芯片的进过裂片后得到的芯片示意图，其中15为发光层。

在切割的过程中，使用激光以一定的划片参数划片，第一道划痕较浅，然后改变划片参数（例如焦点或者划片速度），使第二道划痕较第一道划痕深，在与第一道划痕相邻的地方，划出第二道划痕，以此类推，划出第三道划痕，直到得到需要的加工深度为止，然后逐步改变划片参数，使相邻划痕深度逐步减小，直到最后一道划痕与第一道划痕深度一致。然后清洗划痕，用化学腐蚀或者机械抛光的工艺，使划痕道光滑。利用本发明对应的加工方法加工后，蓝宝石衬底上出现倒三角形划痕，两条倒三角形划痕之间的芯片为倒金字塔形。