[发明专利]一种发光二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，特别是涉及一种发光二极管的制造方法。 

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。发光二极管是由III-IV族化合物，如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。 

近年来，制造高集成、高性能的半导体产品的半导体工业相继发展半导体薄片加工技术。为了提高生产效率，各处的半导体产品使用半导体薄片加工技术把几个到几千万个半导体仪器集成到一块称为“晶片”的高纯度衬底上。一块几英寸晶片上要制造的芯片数目达几千片，在封装前要把它们分割成单个电路单元。传统的分割方法是用金刚石砂轮刻划，导致晶片表面应受机械力而产生辐射状裂纹。 

激光划片是指把高峰值功率的激光束聚焦在半导体晶片表面，使晶片材料表面产生高温汽化，从而打出连续的盲孔，形成沟槽状。调节脉冲重叠量可精确控制刻槽深度，在施加机械力，很容易使晶片等材料沿沟槽整齐断开，达到分割易碎材料的目的。有利于提高晶片的利用率。相对于机械式划片工艺，激光划片工艺具有更多优点。这些优点包括消耗成本低、维护费用少、产能高、晶圆面积利用率高等。激光工艺更易于进行自动化操作，从而降低人力成本。 

现有发光二极管的制作方法是在蓝宝石衬底上制作N-GaN层、量子阱层、P-GaN层及电极等发光外延结构，然后再采用激光进行划片，这种激光划片的方法不可避免地使激光直接或间接地照射在发光外延结构上，往往会造成发光外延结构的损伤，增加了晶体内部的缺陷，从而影响了发光二极管的发光效率的提高，并且降低了产品的良率。其次，对于采用图形蓝 宝石作为衬底材料的工艺来说，由于图形蓝宝石衬底表面具有大量微结构，在些微结构对激光具有较大的漫反射作用，严重影响了激光划片的精度。还有一种方法是先对图形蓝宝石衬底进行划片处理，先在图形蓝宝石表面形成走道，再生长外延，这种方法往往会造成图形蓝宝石衬底表面不平整，外延时容易产生边界效应，同样不利于发光二极管的性能的提高。 

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发光二极管的制造方法，用于解决现有技术中图形蓝宝石衬底对激光的漫反射造成精度降低、在激光划片过程中造成发光二极管内部损伤从而降低产品良率及产品发光效率或者在图形蓝宝石衬底表面形成走道而造成发光外延产生边界效应的问题。 

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种发光二极管的制造方法，至少包括以下步骤：1)提供一图形蓝宝石衬底，于所述图形蓝宝石衬底上形成保护层，以平坦化所述图形蓝宝石衬底；2)按预设路径对所述图形蓝宝石衬底进行激光内切处理，以在所述图形蓝宝石衬底内部形成内切图案，然后去除所述保护层；3)在具有内切图案的图形蓝宝石衬底上表面依次形成N-GaN层、量子阱层、及P-GaN层及透明导电层；4)依据所述内切图案定义出多个发光二极管阵列，并于各该阵列上制备P电极及N电极；5)从所述图形蓝宝石衬底下表面对所述图形蓝宝石衬底进行减薄，直至露出所述图形蓝宝石衬底内部的内切图案；6)依据所述内切图案进行裂片，以完成所述发光二极管的制造。 

作为本发明的发光二极管的制造方法的一个优选方案，所述保护层为用于降低所述图形蓝宝石衬底对激光的漫反射作用的保护胶。 

优选地，所述保护胶由体积比为1∶2～3∶8～15的丙二醇甲醚醋酸酯、压克力树脂、异丙醇混合而成。 

在本发明的发光二极管的制造方法中，所述激光内切处理为通过控制激光的波段、频率、功率向所述图形蓝宝石衬底发射激光脉冲，以使所述图形蓝宝石衬底的内部结构产生应变或松弛。 

在本发明的发光二极管的制造方法中，所述步骤1)中采用皮秒激光器对所述图形蓝宝石衬底进行激光内切处理。 

优选地，所述激光内切处理采用的激光波段为1064nm，激光频率为50～100KHz，激光功率为0.5～10W。