[发明专利]一种大功率LED的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制备技术领域，尤其涉及一种大功率LED的制备方法。

背景技术

在LED芯片的制作过程中，切割是其中一道关键的工艺，切割是将晶圆分割成一个一个的独立芯片，目前大功率LED芯片的切割工艺有两种：纳秒激光表面切割和皮秒激光隐形切割。

如附图4所示，现有的主流划片方法是激光表面切割，利用激光束的高能量密度聚焦在晶圆表面，在晶圆表面灼烧出划痕，来达到切割并分离晶圆的目的。然而在激光切割过程中，因激光光束的高能量密度所产生局部高温，在切割道上会产生许多含有焦炭的副产物，该副产物会吸收有源发光层所发出的光，导致LED亮度降低20%，如果这些副产物粘在LED的PN结处，就会造成漏电，甚至会有击穿现象。台湾专利TW270223B《高发光效率之发光元件之制造方法》公开了一种高温湿式刻蚀法，去除这些副产物，但其自身也存在一些问题，芯片工艺变的冗长，强酸溶液会破坏芯片的有源区，以及高温条件下所造成的破片。

近年来，短脉冲激光器迅速发展，皮秒激光隐形切割具有超短脉冲，将激光聚焦于晶圆内部，形成变质层，可以有效减少激光与材料相互作用所产生的热效应。激光隐形切割技术将成为下一代晶圆切割的主流技术。然而由于大功率LED芯片的特殊性，其正面为图形化衬底或缺陷阻挡层，对激光能量会有散射或反射作用，背面为金属层和增反层，对激光能量会有吸收，使得隐形切割技术无法在大功率LED芯片上运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过激光隐形切割方法制备大功率LED芯片的方法，以减少对有源层的伤害，减少破片，减小切割厚度，增加芯片个数。    

本发明解决上述技术问题的第一种技术方案如下：一种大功率LED的制备方法包括：图形化衬底制备，外延生长层制备，电极制备，磨片，背面镀金属层和增反层，划片，裂片及扩张。

本发明的关键在于在衬底上形成图形。其中，在衬底上形成图形的方法有多种，如纳米压印、电子束光刻、紫外光刻等，下面以紫外光刻为例进行详细描述，具体步骤如下：

步骤1 进行预烘，温度为100oC－300oC，时间为5－40min；

步骤2 旋涂光刻胶，光刻胶厚度为2－5um；

步骤3 利用紫外曝光和显影技术制备出光刻胶图形 ； 

步骤4 烘烤光刻胶使之坚固；

步骤5 以光刻胶图形为掩膜，利用感应耦合等离子体刻蚀衬底，将光刻胶的图案传递到衬底上；

步骤6 去除光刻胶掩膜。

其中，图形化后的衬底分为2个区域，一个区域为平面区域，即切割道区域，不存在图形，另一个为非平面区域，即切割道以外的区域，存在周期性或非周期性排列的图形，此处所指图形可以为棱柱、圆锥、圆柱或圆台，做成这种结构的目的是为了适于后面的隐形切割技术，因为图形可以增加有源层的出光效果，但是图形对于激光有散射作用，所以要去除划道处的图形，保留划道以外的图形。 

其中，生长外延是指在衬底上生成外延层，外延层包括：缓冲层、N型半导体层、有源层、P型半导体层；在外延层的N型半导体层上制备N型电极，在P型半导体层上制备P型电极；然后通过研磨将衬底减薄；划片是用皮秒激光隐形切割，在切割道处切割晶圆；裂片是指通过裂片机沿着已切割的划道将晶圆分开。扩张是指将经裂片后的独立芯片拉开一定距离。

另外，本发明所指的大功率LED指功率大于1w的LED。

本发明的有益效果是：采用激光隐形切割技术，将激光聚焦于晶圆内部，形成变质层，可以有效减少激光与材料相互作用产生的热效应，从而减少对有源层的伤害，减少破片，减小切割厚度，增加芯片个数，提高芯片的一致性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤a)中衬底是蓝宝石、SiC或Si其中的一种。

进一步，所述步骤a)中，刻蚀衬底时，在切割道区域不形成图形，为平面结构；其他区域形成图形，为非平面结构。

其中，平面结构是指该区域是平整的，没有凸起或凹陷的部分，而非平面结构是指该区域不平整，存在凸起或凹陷的部分。    

采用上述进一步方案的有益效果是该结构适用于后面的隐形切割工艺。

进一步，图形衬底的非平面结构为周期性或非周期性排列的棱柱、圆锥、圆柱或圆台。