CN102227009A

CN102227009A - 高功率发光二极管移除衬底的方法

Info

Publication number: CN102227009A
Application number: CN 201110141238
Authority: CN
Inventors: 高成
Original assignee: Gcl Photoelectric Technology (zhangjiagang) Co Ltd
Current assignee: Gcl Photoelectric Technology (zhangjiagang) Co Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2011-10-26

Abstract

本发明是一种高功率发光二极管移除衬底的方法，其是取一发光二极管，该发光二极管的衬底与外延层之间具有一停止层，该停止层的材质相异于衬底的材质；再以研磨器件对发光二极管的衬底进行研磨，使得衬底的厚度朝所述的停止层方向变薄；并且监控研磨器件对衬底的研磨进给变化，或是研磨面的光学变化；在研磨进给变化产生变异，或是研磨位置的光学变化产生变异时，停止研磨动作。所述的研磨进给变化产生变异是指研磨速度或研磨阻抗的变化，而所述的研磨位置的光学变化是指反射率或透光率产生变化。藉此可以达到操作简便、监控容易，且具有较低成本的功效。

Description

高功率发光二极管移除衬底的方法

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的技术领域，特别是指发光二极管的衬底移除方法。

背景技术

发光二极管(LED)芯片的基本结构是在蓝宝石衬底上外延生长一个外延层，例如InGaN/GaN发光半导体材料)，然后在外延层的上表面制作正/负金属电极用于注入电流，实现电能转换成光能。

由于发光二极管是一种节能、环保、长寿命的固体光源，因此近十儿年来对半导体发光二极管技术的研究一直非常活跃，希望将来能够取代目前普遍使用的日光灯、白炽灯。全世界许多大公司投入大量资金致力于提高大功率半导体发光二极管的发光效率，包括芯片的设计、制备工艺以及器件的封装技术。

对于大功率发光二极管来说，良好的散热性能是保证较高的发光效率的一个重要前提。大多数蓝光发光芯片的下部是导热性较差的蓝宝石衬底，芯片在工作时产生的热量主要通过蓝宝石衬底传到外部。由于蓝宝石较低的导热系数，致使热量的传导受到阻碍，导致芯片温度上升，从而造成其发光效率下降。目前有少数公司采取激光剥离蓝宝石衬底的方法来提高芯片的散热性能，但因设备昂贵、工艺复杂使得高性能发光芯片的成本上升。因此寻找一种低成本的蓝宝石衬底的剥离方法就显得非常重要。

例如中国专利CN101157568揭示一种去除蓝光发光芯片蓝宝石衬底的方法，其采用氢氧化钠溶液或其它碱性溶液与蓝宝石反应，腐蚀蓝宝石衬底，然后用去离子水清洗后即可获得没有蓝宝石衬底或蓝宝石衬底厚度显著减小的发光芯片；具体工艺步骤如下：1.)在一个底部平整的容器中倒入氢氧化钠溶液或其它碱性溶液，溶液高度控制在100微米以下，溶液的质量百分浓度在1％-40％范围内；2.)将含有蓝宝石衬底的芯片放入以上氢氧化钠溶液或其它碱性溶液中，使得蓝宝石衬底的一部分浸入到溶液中，静置12至24小时，使蓝宝石衬底全部或大部分腐蚀掉；3.)用去离子水将芯片冲洗干净，放入烘箱中，在100摄氏度下烘烤1至2小时。

又中国专利CN101872814揭示一种去除GaN基LED芯片的蓝宝石衬底的方法，包括步骤：(1)采用圆片键合的方式制作导热基座；(2)机械研磨蓝宝石衬底；(3)ICP刻蚀蓝宝石衬底，采用本发明提供的方法，可以在蓝宝石衬底相对较厚时采用砂轮减薄蓝宝石衬底的方法，当蓝宝石衬底相对较薄时钻石研磨的方法，既有利于去除蓝宝石衬底的速度，也可避免高温，有利于保证器件可靠性，而采用ICP刻蚀蓝宝石，有助于保证去除蓝宝石衬底后，GaN基外延层厚度均匀一致，同时采用本方法，可以方便地实现衬底转移，不需专门的激光刻蚀设备，所用设备与普通的GaN基LED芯片制造设备通用，节省成本。

发明内容

本发明的目的是在提供一种高功率发光二极管移除衬底的方法，其具有快速移除、易于监控及低成本的功效。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

取一发光二极管，该发光二极管的衬底与外延层之间具有一停止层，该停止层的材质相异于衬底的材质；

以研磨器件对发光二极管的衬底进行研磨，使得衬底的厚度朝所述的停止层方向变薄；

监控研磨器件对衬底的研磨进给变化；

在研磨进给变化产生变异时，停止研磨动作。

又本发明的另一技术方案如下：

监控发光二极管的研磨位置的光学变化；

在发光二极管的研磨位置的光学变化产生变异时，停止研磨动作。

在本发明的实施措施中：

所述的研磨进给变化产生变异是指研磨速度的变化。

所述的研磨进给变化产生变异是指研磨阻抗的变化。

所述的研磨位置的光学变化是指反射率产生变化。

所述的研磨位置的光学变化是指透光率产生变化。

本发明的优点在于：

1.仅仅使用研磨方式对发光二极管的衬底进行研磨，而没有再搭配其他的物理方式或化学方式进行衬底移除，所以操作简便、成本低。

2.由于研磨进给变化与研磨位置的光学变化，均为物理性变化，所以监控结果的反应快且监控方式简单。

附图说明

图1为本发明的发光二极管的结构示意图；

图2为本发明移除衬底的方法一流程示意图；

图3为本发明移除衬底的方法二流程示意图。

具体实施方式

以下即依本发明的目的、功效及结构组态，举出较佳实施例并配合附图详细说明。

请参阅图1，本发明所揭露的发光二极管10的构成包含一衬底12，且该衬底12上外延生长一个外延层14；特别是，衬底12与外延层14之间具有一停止层16，且该停止层16的材质相异于衬底12的材质。

请参阅图2，本发明移除上述的发光二极管的衬底的方法如下：

步骤S22，取上述结构的发光二极管；

步骤S24，以研磨器件对上述的发光二极管的衬底进行研磨，使得衬底的厚度朝上述的停止层方向变薄；

步骤S26，监控研磨器件对衬底的研磨进给变化；

步骤S28，在研磨进给变化产生变异时，停止研磨动作；上述的研磨进给变化产生变异是指研磨速度的变化；或是研磨阻抗产生变化。

本发明所揭示的发光二极管10的衬底12材质相异于停止层16，所以研磨器件接触衬底12时的研磨速度，与研磨器件接触停止层16时的研磨速度，二者会不相同。

当操作者监控研磨速度，并且发现研磨速度产生变化，表示研磨器件已经由原先接触衬底12的状态转移成接触停止层16；如此先前的衬底12已完全被移除。

请参阅图3，本发明移除上述的发光二极管的衬底的方法如下：

步骤S32，取上述的发光二极管；

步骤S34，以研磨器件对上述的发光二极管的衬底进行研磨，使得衬底的厚度朝上述的停止层方向变薄；

步骤S36，监控发光二极管的研磨位置的光学变化；

步骤S38，在发光二极管的研磨位置的光学变化产生变异时，停止研磨动作。上述的光学变化产生变异是指研磨面的反射率或透光率改变。

由于发光二极管10的衬底12材质相异于停止层16，所以二者的透光率不相同，因此监控研磨接触面的透光度，并在透光率改变时可以获知衬底已被移除。同理，也可以通过反射率(反光率)的改变来判断衬底12是否已完全移除。

由上述说明，本发明仅仅使用研磨器件对衬底进行研磨，故所需成本低；再者本发明以研磨面由衬底变化成停止层时，研磨器件所产生的进给变化或研磨面所产生的光学变化，来做为衬底是否完全被移除的依据，故操作与监控方便。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高功率发光二极管移除衬底的方法，其特征在于，包括：

监控研磨器件对衬底的研磨进给变化；

在研磨进给变化产生变异时，停止研磨动作。

2.如权利要求1所述的高功率发光二极管移除衬底的方法，其特征在于：研磨进给变化产生变异是指研磨速度的变化。

3.如权利要求1所述的高功率发光二极管移除衬底的方法，其特征在于：研磨进给变化产生变异是指研磨阻抗的变化。

4.一种高功率发光二极管移除衬底的方法，其特征在于，包括：

监控发光二极管的研磨位置的光学变化；

5.如权利要求4所述的高功率发光二极管移除衬底的方法，其特征在于：发光二极管的研磨位置的光学变化是指反射率产生变化。

6.如权利要求4所述的高功率发光二极管移除衬底的方法，其特征在于：发光二极管的研磨位置的光学变化是指透光率产生变化。