[发明专利]发光二极管芯片制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管芯片制作方法，更为具体的是，涉及一种可有效保护欧姆接触层的氮化镓基发光二极管芯片制作方法。

背景技术

氮化镓基发光二极管目前已经广泛应用于显示、指示、背光源和照明等领域，随着其发光效率的不断提升，有望在未来几年内取代白炽灯和荧光灯，成为通用照明的主要光源。

发明内容

本发明公开了一种发光二极管芯片制作方法，其可有效保护氮化镓基发光二极管芯片的欧姆接触层。

本发明的技术方案是：一种发光二极管芯片制作方法，其特征在于：包括下面制作步骤：

在衬底上外延生长氮化镓基发光外延层；

在氮化镓基发光外延层上外延生长氧化锌层；

在氧化锌层上沉积保护层；

采用激光正面划片定义切割道，激光烧蚀切割道上的保护层、氧化锌层、氮化镓基发光外延层和部分衬底；

去除所述切割道激光烧蚀残留物；

去除保护层和氧化锌层。

本发明的关键步骤是采用外延方式生长氧化锌层作为高温侧壁蚀刻处理的保护层，因氧化锌与氮化镓晶格匹配度较好，所以采用外延生长方式可以获得晶格质量较好的膜层，在氧化锌层上再沉积耐酸性材料作为氧化锌层的保护层，这样可以在高温酸性溶液蚀刻过程中起到很好的保护氮化镓外延层的作用，特别是对于接触材料采用金属银的倒装结构芯片，可以较好得保持银与p型外延层的欧姆接触特性。

在本发明中，外延生长氧化锌层的方式可以采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）和物理气相沉积（PVD）等，这些外延方式都可以获得晶格质量较好的氧化锌层；生长温度控制在500~1000℃，太低会影响成膜质量，高于1000℃以上则会破坏已有氮化镓基外延层的质量，其厚度可取0.1~10微米。氧化锌上的保护层材料选择耐磷酸和硫酸的介质材料，可以选自二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝、氧化镓、氧化铟、氧化锡及其组合。

附图说明

图1~5是本发明优选实施例的发光二极管芯片制作方法的过程示意图。

图6是本发明优选实施例的发光二极管芯片制作方法的流程图。

图中部件符号说明：

100：蓝宝石衬底

110：氮化镓基发光外延层

200：ZnO层

300：SiO₂层

400：切割道。

具体实施方式

现有的氮化镓基发光二极管通常是基于蓝宝石衬底的正装结构芯片，在芯片制作过程中，多数采用激光划片分离管芯，但激光划片过程中会烧蚀蓝宝石和外延层并产生吸光的烧蚀物从而降低出光效率，所幸这个问题可以通过高温酸性溶液蚀刻处理加以解决，高温酸蚀侧壁处理也因此成为基于蓝宝石衬底氮化镓发光二极管芯片的必备制程之一。在高温侧壁处理之前必须先在p型外延层上沉积一层二氧化硅，以保护欧姆接触外延层，防止其与氧化铟锡层的欧姆接触性能变差，导致发光二极管工作电压升高。

为了提升散热性能以利于大电流驱动，倒装结构氮化镓基发光二极管芯片被开发出来且大量应用于背光和照明市场。倒装结构氮化镓基LED芯片多数采用金属银或者其合金作为p型欧姆接触层，相比于正装结构芯片所采用的氧化铟锡透明导电层，银与p型接触外延层的接触特性更容易受外延层表面状态影响从而导致接触性能变差。在正装结构侧壁处理制程中可以采用二氧化硅作为接触外延层的保护层，但对于倒装结构，因二氧化硅的多孔性质，高温酸性溶液仍然可以通过其孔隙侵蚀欧姆接触外延层，从而改变其表面状态，进而影响金属银与其接触特性，最终导致发光芯片工作电压升高。

下面实施例公开了一种发光二极管芯片的制作方法，其可有效保护欧姆接触层，其制作流程图可参看附图6，主要包括下面步骤：

1）在衬底上外延生长氮化镓基发光外延层；

2）在氮化镓基发光外延层上外延生长氧化锌层；

3）在氧化锌层上沉积保护层；

4）采用激光正面划片定义切割道，激光烧蚀切割道上的保护层、氧化锌层、氮化镓基发光外延层和部分衬底；

5）采用高温磷酸和硫酸混合液处理切割道，去除激光烧蚀残留物；

6）去除保护层和氧化锌层。

下面结合附图1~5和优选实施例对本发明做进一步说明。

发光二极管芯片制作方法，其制作步骤包括：

如附图1所示，在蓝宝石衬底100上采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）外延生长氮化镓基发光外延层110；