[发明专利]一种大尺寸图形化衬底芯片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及用于大尺寸图形化衬底芯片的制作方法领域。

背景技术

发光二极管具有体积小、效率高和寿命长等优点,在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率发光二极管可能实现半导体固态照明，引起人类照明史的革命,从而逐渐成为目前电子学领域的研究热点。

中国逐步淘汰白炽灯路线图：淘汰目标是普通照明用白炽灯，包括E14、E27螺口型和B22卡口型。第一步：2011年10月1日，发布中国淘汰白炽灯政府公告及路线图，并将2011年10月1日至2012年9月30日设为过渡期。第二步：2012年10月1日起，禁止销售和进口100瓦及以上普通照明用白炽灯。第三步：2014年10月1日起，禁止销售和进口60瓦及以上普通照明用白炽灯；依据能效标准，禁止生产、销售和进口光效低于能效限定值的低效卤钨灯。第四步：2015年10月1日至2016年9月30日，对前期政策进行评估，调整后续政策。第五步：2016年10月1日起，禁止销售和进口15瓦及以上普通照明用白炽灯。

目前LED照明灯单价相对其他形式的灯还较高，所以生产者必须想办法降低制造成本，以至于消费者能够接受，从而推动LED照明发展。目前2英寸蓝宝石衬底LED芯片制造工艺较成熟，而能够有效的降低制造成本的方式是使用大尺寸的蓝宝石衬底来制造LED芯片，比如4英寸、6英寸，其降低制造成本的效用不言而知。

但是，使用大尺寸蓝宝石衬底制造LED芯片的工艺尚不成熟，有些技术难点还需攻克，尤其是在外延生长方面更是技术难点，由于外延生长时需要不断的升降温，而外延层与蓝宝石衬底的热膨胀系数有所差异，所以在外延生长时衬底翘曲会很严重，从而导致外延层衬底受热不均匀，使得其光电参数不均匀、参数异常。

鉴于此，实有必要提供一种适合外延生长的大尺寸图形蓝宝石衬底芯片的制作方法，以解决大尺寸蓝宝石衬底外延生长问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大尺寸图形化衬底芯片的制作方法，用于解决现有大尺寸衬底芯片制备技术中由于在外延生长过程中，生长N型半导体层和量子阱层时会产生较大的内应力，从而造成衬底发生严重的翘曲，进而使得外延层衬底受热不均匀，其光电参数不均匀、参数异常的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种大尺寸图形化衬底芯片的制作方法，所述大尺寸图形化衬底芯片的制作方法至少包括以下步骤：

1)提供一图形化衬底，在所述衬底上生长缓冲层；

2)在所述缓冲层上生长氧化硅薄膜；

3)光刻步骤2）得到的衬底，将其表面分割成若干个方格子，并暴露出缓冲层；

4)在所述方格子四周的缓冲层中形成沟道；

5)对所述形成的沟道进行清洗；

6)去除所述方格子表面的氧化硅薄膜；

7)在步骤6）得到的衬底上依次生长N型半导体层、量子阱层及P型半导体层。

优选地，步骤2）中所述氧化硅薄膜的厚度为800～8000埃。

优选地，步骤4）中形成所述沟道的工艺为光刻和刻蚀或激光划片工艺。

优选地，步骤4）中所述沟道将图形化衬底表面分割成若干个和最终芯片完全一样尺寸的小区间。

优选地，步骤4）中所述沟道的深度h为10～25μm。

优选地，步骤4）中所述沟道的深度h为20μm。

可选地，步骤1）中所述图形化衬底为Si衬底、SiC衬底或蓝宝石衬底。

可选地，步骤5）中使用强酸或强碱溶液对所述形成的沟道进行清洗。

优选地，步骤5）中使用加热至200～350℃的强酸或强碱溶液对所述形成的沟道进行清洗。

如上所述，本发明的一种大尺寸图形化衬底芯片的制作方法，具有以下有益效果：

在外延生长N型半导体层前，先采用光刻工艺将衬底表面分割成若干个方格子，而后在分割成的方格子四周用激光划出一定深度的沟道，大尺寸衬底通过这样的处理后，再进行外延层生长时，外延层被彼此相互隔开，都是在独立的方格子上生长，这样就有利于衬底应力的释放，衬底就不会再受到外延层的拉扯应力，从而避免了大尺寸衬底芯片制作过程中，外延生长时翘曲严重问题的发生，进而使外延层衬底受热均匀，芯片的光电性能大幅提高。

附图说明

图1显示为本发明的一种大尺寸图形化衬底芯片的制作方法的在图形化衬底上生长缓冲层的示意图；