[发明专利]制备大功率LED阵列的方法

说明书

技术领域

本发明涉及大功率发光器件的制备；尤其涉及一种用晶片邦定方法制备基于III-V族氮化物半导体材料的大功率发光二极管阵列的技术。所公开的方法提高了大功率发光器件的良率。

背景技术

发光二极管(LED)，一种电流通过时会发光的器件，在最近几十年来随着技术进步用途愈加广泛。早期的LED应用主要局限于产品如指示灯及数字显示。今天，由于半导体材料发展及制造工艺的技术突破，LED广泛应用于消费产品及商业用途，如交通灯、手电筒、大型视频显示、车灯、出口标志等。

LED与传统灯泡相比，发光亮度大，能源效率高。LED的每瓦发光效率更高，使用寿命更长，不需要色彩过滤器即可发出彩色光，这些都降低成本并提高效率。体积小、散热少的特点也扩展了LED可应用的产品范围。

在同样的电流密度及发光效率下，LED的功率与其发光区域的面积成正比。发光区域面积越大，LED功率越高。典型的LED尺寸为300×300μm²。单个的大功率LED其尺寸通常大于1×1mm²。

大量的技术应用于制备LED。其中晶片绑定是使用铟镓铝氮半导体材料生产高质量LED的很有价值的技术。使用晶片邦定技术制备的尺寸为300×300μm²的LED良率通常在99.9％之上。但是当晶片邦定技术用于生产尺寸大于1×1mm²的大功率LED时，良率通常降到80％。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种制备大功率发光二极管(LED)的方法。该方法包括在生长衬底上刻蚀凹槽，从而在所述生长衬底上形成台面。该方法还包括在所述生长衬底上的台面上制备铟镓铝氮(InGaAlN)LED多层结构，其中各个台面支撑独立的LED结构。另外，该方法包括将所述多层结构与导电衬底进行邦定。该方法也包括去除生长衬底。该方法包括在所述的InGaAlN多层结构上沉积一层钝化层和电极层，所述钝化层覆盖凹槽的侧面和底部。该方法进一步包括形成导电通路以连接一定数量相邻的单个LED，使所述LED由同一个电源同时供电，从而形成大功率LED阵列。

在该实施例的一个变型中，所述凹槽的宽度为15-25μm。

在该实施例的一个变型中，所述凹槽的宽度大约为20μm。

在该实施例的一个变型中，所述所有凹槽宽度大致相同。

在该实施例的一个变型中，所述凹槽的宽度有所区别。宽的凹槽划分LED阵列之间的边界，窄的凹槽划分阵列中的单个LED。

在该实施例的一个变型中，所述电极由金锗镍合金构成。

在该实施例的一个变型中，所述钝化层由二氧化硅构成。

在该实施例的一个变型中，连接所述相邻的LED以形成导电通路，包括在所述相邻的LED电极之间沉积一定图样的金属层，从而形成所述的导电通路。

在该实施例的一个变型中，连接相邻的LED以形成导电通路，包括将导电线连接至所述相邻LED的电极，再将导电线连接起来。

附图说明

附图用于描述本发明的某些方面，它补充了文字说明，是说明书的一部分。参考附图与本处给出的说明有助于更好地理解本发明。图中所示形状并不一定按比例绘制。

图1图示了按照本发明的一个实施例制备大功率LED阵列的工艺流程图。

图2A图示了本发明的一个实施例中的晶片局部上常规尺寸的LED被凹槽分割的俯视图。

图2B图示了本发明的一个实施例中的常规尺寸的LED被同样宽度的凹槽分割的截面图。

图2C图示了本发明的一个实施例中的常规尺寸的LED被不同宽度的凹槽分割的截面图。

图2D图示了本发明的一个实施例中的带有N型电极层及钝化层LED的截面图。

图2E图示了根据本发明的一个实施例的方法制备的基于常规尺寸LED的大功率LED阵列的截面图，其中多个LED聚集在一起并由同一个电源供电。

图2F图示了本发明的一个实施例中的由9个用导线连接的常规尺寸LED组成的大功率LED阵列的俯视图。

图2G图示了按照本发明的一个实施例的包括了用导线将欧姆接触分别连接起来的常规尺寸LED构成的大功率LED阵列的横截图。

图2H图示了本发明的一个实施例中的由9个常规尺寸LED的N电极相互连接组成的大功率LED阵列的俯视图。

具体实施方式