[发明专利]一种功率型发光二极管的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体照明领域，特别是涉及一种功率型发光二极管的制作方法。

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。

一般的功率型发光二极管的制备方法可以采用PSS蓝宝石衬底为基板采用MOCVD沉积发光二极管外延结构，或者采用平片蓝宝石衬底为基板，采用MOCVD沉积发光二极管外延结构，然后对p-GaN层表面进行粗化，然后进行发光二极管芯片的制备。发光二极管芯片的制备一般包括以下步骤：外延清洗-发光二极管晶胞隔离-N面台阶刻蚀-绝缘层沉积-涂保护胶—正划—绝缘层制备—ITO蒸镀—ITO光刻—P和N焊盘及电极桥接蒸镀—开双孔—衬底背减薄-背镀反射镜-裂片。按照上述方法制备发光二极管的缺点是：发光二极管亮度提升有限，并且发光二极管晶胞隔离较为困难，对于PPS蓝宝石衬底，由于凸PSS包的存在，使得凸包与凸包之间GaN难以完全刻蚀；另外，若将发光二极管外延层刻透（6um以上），需要较长时间的刻蚀，会对刻蚀侧壁及表面造成损伤，会大大降低整个发光二极管芯片的出光效率。

因此，提供一种新型的功率型发光二极管的制作方法实属必要。

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功率型发光二极管的制作方法，用于解决现有技术中功率型发光二极管亮度提升有限，晶胞隔离比较困难容易导致器件失效，刻蚀较厚的发光外延层成本较高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率型发光二极管的制作方法，所述制作方法至少包括以下步骤：

1）提供一蓝宝石衬底，于所述蓝宝石衬底上制备u-GaN层；

2）刻蚀所述u-GaN层至所述蓝宝石衬底形成多个走道，以隔出多个相互独立的u-GaN单元；

3）于各该u-GaN单元上形成介质层；

4）对各该介质层进行图案化处理，以在各该u-GaN单元表面的形成多个周期性排列且具有预设图案的介质层单元；

5）于上述结构表面形成发光外延层；

6）清除各该走道内的发光外延层，并于所述发光外延层中刻蚀出N电极制备区域，然后制备P电极及N电极，形成多个发光二极管晶胞；

7）依据各该发光二极管晶胞对所述蓝宝石衬底进行激光内切处理；

8）对所述蓝宝石衬底进行减薄；

9）于所述蓝宝石衬底背表面制作背镀反射镜；

10）对上述结构进行裂片以获得多个独立的发光二极管晶胞。

在本发明的功率型发光二极管的制作方法中，采用化学气相沉积法或氢化物气相外延法制备所述u-GaN层。

优选地，所述u-GaN层的厚度2~5um。

作为本发明的功率型发光二极管的制作方法一种优选方案，所述介质层为SiO₂层、SiO₂与Ti₂O₅周期性溅射层或SiO₂与Ta₂O₅周期性溅射层。

优选地，所述介质层的厚度为60~1200nm。

作为本发明的功率型发光二极管的制作方法一种优选方案，所述介质层单元的形状为正六边形、圆形、矩形、正方形或菱形。

作为本发明的功率型发光二极管的制作方法一种优选方案，所述介质层单元呈六角阵列排列。

作为本发明的功率型发光二极管的制作方法一种优选方案，所述步骤6）中，采用选择性腐蚀技术或感应耦合等离子刻蚀技术清除各该走道内的发光外延层。

在本发明的功率型发光二极管的制作方法所述步骤8）中，采用激光对减薄后的蓝宝石衬底进行2次内划处理。

在本发明的功率型发光二极管的制作方法所述步骤9）中，采用裂片刀的方式进行裂片。