CN101976715B - 倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，在临时基板的顶面依次形成由第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层、窗口层构成的晶片；在窗口层上形成P电极；在P电极上覆盖一层粘合用胶，在粘合用胶上粘合一过渡基板；去除临时基板并将晶片倒置；采用激光划裂在晶片上形成切割道，切割道使晶片的每个侧面呈倾斜状；在切割道填充光刻胶，使光刻胶与晶片表面齐平；在光刻胶与晶片表面形成N电极；在N电极上形成永久基板；去除过渡基板及粘合用胶，并将晶片再次倒置；去除光刻胶并对晶片的底面进行切割，形成完整的单颗倒梯形LED芯粒。由于倾斜的侧面使得每一个出光面的可出光角度范围扩大，出光面积增加，可大大提升LED的出光效率。
Description
技术领域
本发明涉及四元系发光二极管的制作工艺，特别是一种倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺。
背景技术
发光二极管（简称LED）具有工作电压和电流低、可靠性高、寿命长且可方便调节发光亮度等优点。目前从红光到蓝光的全波段上量子阱效率超过8%的LED随处可见，红橙光LED的效率已可以达到23%以上。但由于LED内量子效率与外量子效率之间存在巨大的差距，LED的发光效率仍有提高的空间，现有改善LED发光效率的方法主要有：生长分布布拉格反射层结构，将射向基板的光反射回表面；制作透明基板，取代原有的砷化镓（GaAs）基板；改变LED几何外形来缩短光在LED内部反射的路程以及限制全反射现象的表面粗化技术。
已知的四元系发光二极管结构，如图1所示，在基板101上依次制作分布布拉格反射镜102（英文为Distributed Bragg Reflector，简称DBR）、第一型磊晶层103、发光层104以及第二型磊晶层105，而该第二型磊晶层105顶面设有P电极106，该基板11的底面设有N电极107。该发光二极管顶面是平面状，且与其相对的基板底面是相互的平行面，当光从发光层发出，光线射向折射率较发光半导体材料小的空气时，会发生全反射现象。光取出的临界角度为27°左右，大于该角度的光线则被全反射回发光二极管内部，使得其光路径大大增长，光被吸收的概率也加大，导致出光效率变低，同时，把光子局限于发光二极管芯片中，导致这些光子不能顺利地逃脱发光二极管芯片到外部置空气中，因而发光二极管散热性差。
发明内容
为解决上述LED的发光效率问题，本发明旨在提供一种倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，通过减少光线折射或反射的次数所造成的光衰减，以增加出射光线进而提高出光效率。
本发明为实现上述目的提供的一种倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其工艺步骤为：
1) 提供一临时基板，在临时基板的顶面依次形成由第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层、窗口层构成的晶片；
2) 通过光罩、刻蚀作业，在窗口层上形成P电极；
3) 在P电极上覆盖一层粘合用胶，在粘合用胶上粘合一过渡基板；
4) 去除临时基板并将晶片倒置；
5) 采用激光划裂在晶片上形成切割道，使晶片中每个切割道的侧面呈倾斜状；
6) 通过光罩作业，在切割道填充光刻胶，使光刻胶与晶片表面齐平；
7) 在光刻胶与晶片表面形成N电极；
8) 通过电镀技术，在N电极上形成永久基板；
9) 去除过渡基板及粘合用胶，并将晶片再次倒置；
10) 去除光刻胶并对晶片的底面进行切割，形成完整的单颗倒梯形LED芯粒。
上述的倒梯形LED芯片的每个侧面的倾斜角度为20°～70°，本发明LED芯片每个侧面的倾斜角度优选为60°。
上述临时基板材料为砷化镓或磷化镓，本发明临时基板优先采用砷化镓临时基板。
上述过渡基板为玻璃、硅片、Cu基板、Ni基板、Al基板或Au基板，本发明过渡基板优先采用硅片过渡基板。
上述永久基板为Cu基板、Ni基板、Al基板或Au基板，本发明永久基板优先采用Cu基板。
上述粘合用胶选自有机胶、无机胶或前述组合之一，本发明粘合用胶优先采用有机胶。
同现有技术相比，采用本发明制作的倒梯形铝镓铟磷系LED芯片，由于倾斜的侧面使得每一个出光面的可出光角度范围扩大，出光面积增加，可大大提升LED的出光效率。
附图说明
图1是习知的四元系发光二极管的示意图。
图2到图11是本发明制作倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其工艺步骤如下：
如图2所示，提供一砷化镓临时基板201，并在砷化镓临时基板201的顶面依次形成由第一型磊晶层202、发光层203、第二型磊晶层204及窗口层205，构成晶片。
如图3所示，通过光罩、刻蚀作业，在窗口层205上形成P电极206。
如图4所示，在P电极上覆盖一层粘合用的有机胶207，在有机胶207上粘合一硅片过渡基板208。
如图5所示，去除临时基板201并将晶片倒置。
如图6所示，通过激光划裂在晶片上形成锥形状的切割道，使晶片中每个切割道的侧面的倾斜角度为60°。
如图7所示，通过光罩作业，在锥形状的切割道中填充光刻胶209，使光刻胶209与晶片表面齐平。
如图8所示，在光刻胶209与晶片表面形成N电极210。
如图9所示，通过电镀技术，在N电极210上形成Cu永久基板211。
如图10所示，去除硅片过渡基板208及有机胶207，并将晶片再次倒置。
如图11所示，去除光刻胶并对晶片的底面进行切割，形成完整的单颗LED芯粒。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种等同变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。
Claims (6)
1.倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其工艺步骤为：
1) 提供一临时基板，在临时基板的顶面依次形成由第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层、窗口层构成的晶片；
2) 通过光罩、刻蚀作业，在窗口层上形成P电极；
3) 在P电极上覆盖一层粘合用胶，在粘合用胶上粘合一过渡基板；
4) 去除临时基板并将晶片倒置；
5) 采用激光划裂在晶片上形成切割道，使晶片中每个切割道的侧面呈倾斜状；
6) 通过光罩作业，在切割道填充光刻胶，使光刻胶与晶片表面齐平；
7) 在光刻胶与晶片表面形成N电极；
8) 通过电镀技术，在N电极上形成永久基板；
9) 去除过渡基板及粘合用胶，并将晶片再次倒置；
10) 去除光刻胶并对晶片的底面进行切割，形成完整的单颗倒梯形LED芯粒。
2.如权利要求1所述的倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其特征在于：倒梯形LED芯片的每个侧面的倾斜角度为20°～70°。
3.如权利要求1所述的倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其特征在于：临时基板材料为砷化镓或磷化镓。
4.如权利要求1所述的倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其特征在于：过渡基板为玻璃、硅片、Cu基板、Ni基板、Al基板或Au基板。
5.如权利要求1所述的倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其特征在于：永久基板为Cu基板、Ni基板、Al基板或Au基板。
6.如权利要求1所述的倒梯形铝镓铟磷系发光二极管的制作工艺，其特征在于：粘合用胶选自有机胶、无机胶或前述组合之一。
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