[发明专利]一种发光二极管芯片的制造方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管芯片的制造方法，包括如下步骤：在衬底上利用MOCVD技术完成发光二极管的外延结构的沉积；从MOCVD腔体中取出外延片，使用芯片刻蚀技术，在外延结构上定义芯片图形；在后续要制作芯片电极的位置上制作隔离层；将已定义芯片图形和已制作所述隔离层的外延片再次移入MOCVD腔体中，沉积保护层；从MOCVD腔体中取出外延片，去除所述隔离层，再制作后续芯片制程，完成发光二极管芯片的制造。本发明的优点在于：利用MOCVD在芯片的侧表面上二次外延生长保护层，能有效修复芯片侧表面上因为芯片刻蚀制程造成的晶格损伤和缺陷，减少芯片侧表面靠近发光层的晶格损伤和缺陷成为载流子的非辐射复合中心的数量，进而提升发光二极管的发光效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管芯片的制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)具有亮度高、功耗低、寿命长、功率小等优点，成为新一代光源的首选。在发光二极管的芯片制造过程中，芯片图形的定义是使用干法刻蚀的方法制作，然而在使用干法刻蚀移去多馀发光二极管外延结构制作芯片时，会在芯片表面留下许多晶格损伤和缺陷，其中芯片侧表面靠近发光层的晶格损伤和缺陷会成为载流子的非辐射复合中心，这些非辐射复合中心不仅会降低发光二极管的发光效率，还会对发光二极管的可靠性造成影响。

传统改善芯片表面因为干法刻蚀制程造成的晶格损伤和缺陷是使用热退火、或是沉积钝化层（例如SiO₂）的方式,然而使用芯片热退火的方式受限于热退火的温度无法过高（热退火的温度过高会破坏外延结构），修复芯片表面晶格损伤和缺陷的效果有限，而在芯片表面沉积钝化层的方式则仅只是隔绝芯片表面与外界的接触，并无法降低芯片表面的晶格损伤和缺陷。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种发光二极管芯片的制造方法，目的在改善发光二极管的芯片在干法刻蚀制程中，因为在芯片侧表面留下许多晶格损伤和缺陷，造成发光二极管的发光效率下降和可靠性不佳的问题。

（二）技术方案

为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：一种发光二极管芯片的制造方法，包括如下步骤：

步骤S1、在衬底上利用MOCVD技术完成发光二极管的外延结构的沉积，所述外延结构从衬底向上依序为第一半导体层、发光层、第二半导体层，且所述第一半导体层和所述第二半导体层的极性相异；

步骤S2、从MOCVD腔体中取出外延片，使用芯片刻蚀技术，在外延结构上定义芯片图形；

步骤S3、在后续要制作芯片电极的位置上制作隔离层,且所述隔离层不覆盖在芯片靠近所述发光层的侧表面；

步骤S4、将已定义芯片图形和已制作所述隔离层的外延片再次移入MOCVD腔体中，进行二次外延生长，沉积保护层，使所述保护层至少沉积在芯片靠近所述发光层的侧表面，其中，由于隔离层和保护层晶格常数的不匹配，二次外延生长的保护层无法沉积在隔离层上；

步骤 S5、从MOCVD腔体中取出外延片，去除所述隔离层，再制作后续芯片制程，完成发光二极管芯片的制造。

优选地，所述步骤S1中外延衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、砷化镓和磷化镓中的一种。

优选地，所述步骤S1中第一半导体层为N或P型半导体，所述第二半导体层为与所述第一半导体层极性相异的P或N型半导体。