[发明专利]一种发光二极管芯片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管芯片的制造方法，尤其是指一种可提高芯片亮度的发光二极管芯片的制造方法。

背景技术

半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制高点之一。

在LED芯片的研发和生产过程中，器件外量子效率的提高一直是核心内容，因此，光提取效率的提高显得至关重要。LED的光提取效率是指出射到器件外可供利用的光子与外延片的有源区由电子空穴复合所产生的光子的比例。在传统LED器件中，由于衬底吸收、电极阻挡、出光面的全反射等因素的存在，光提取效率通常不到10％，绝大部分光子被限制在器件内部无法出射而转变成热，成为影响器件可靠性的不良因素。为提高光提取效率，使得器件体内产生的光子更多地发射到体外，并改善器件内部热特性，经过多年的研究和实践，人们已经提出了多种光提取效率提高的方法，比如倒装结构、电流分布与电流扩展结构、芯片形状几何化结构、表面微结构等。

然而，如何突破现有技术进一步提高出光率仍然是本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种发光二极管芯片的制造方法，可提高芯片的出光效率，从而能有效提高芯片亮度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种发光二极管芯片的制造方法，包括以下步骤：

步骤一、在蓝宝石衬底上制作掩膜层；

步骤二、在所述掩膜层上制作光刻胶图形，所述光刻胶图形在掩膜层表面形成多个单元，各单元之间将部分掩膜层露出；

步骤三、在露出的掩膜层上进行激光划片，划至所述蓝宝石衬底，形成划道，将其划分为多个芯片单元；

步骤四、去除所述光刻胶图形；

步骤五、以所述掩膜层作为掩膜，使用磷酸和硫酸的混合液对划道侧壁进行腐蚀，清除划片生成物；

步骤六、使用清洗液去除所述掩膜层；

步骤七、在划分为多个芯片单元的蓝宝石衬底上生长薄膜，使每个芯片单元的蓝宝石衬底上形成半导体外延层，该半导体外延层至少包括N型半导体层、位于所述N型半导体层之上的有源层，以及位于所述有源层之上的P型半导体层；

步骤八、在步骤七所得结构上对每个芯片单元进行刻蚀，露出部分N型半导体层，然后制作透明电极、N电极、P电极和钝化层。

将芯片单元划开后再进行外延生长GaN有以下好处：1)避免激光划片对GaN的损伤；2)蓝宝石衬底经过划片后应力得到释放，可以有效地降低外延生长GaN的位错密度、提高外延层晶体的质量、减少由于缺陷和位错所产生的非辐射复合中心密度，从而提高内量子效率；3)磷酸、硫酸的混合液可以去除蓝宝石的划片生成物，减少划片生成物对光的吸收，增加芯片侧壁出光；4)由于蓝宝石衬底片间的致密性差异较小，所以酸液蚀刻时间较一致、工艺稳定性好，而GaN由于生长条件的不同、其致密性往往存在差异、酸液蚀刻时间不一致、工艺稳定性较差。

图2A为常规LED芯片部分结构示意图，由于划片生成物对光吸收，导致芯片的部分侧壁无法出光，出光效率较低。

图2B是采用本发明的方法制造的LED芯片部分结构示意图，由于磷酸、硫酸的混合液已经将蓝宝石的划片生成物去除、芯片侧壁干净，减少了划片生成物对光的吸收，出光效率较高。

所以采用本发明的方法可以提高LED芯片的出光效率，可使LED芯片的亮度提高20％以上。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤，为了示出的方便附图并未按照比例绘制：

图1A至图1G是本发明的方法中关键制造步骤实施例示意图；

图2A是常规LED芯片部分结构示意图；

图2B是采用本发明的方法得到的LED芯片部分结构示意图。

具体实施方式

请参看图1A至图1G，以10×23mil芯片为例，具体说明本发明方法的实施过程：