CN102569544A - 一种制作独立发光二极管的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制作独立发光二极管的方法，涉及光电技术领域。本发明的方法步骤为：①在蓝宝石衬底上形成外延层；②在外延层上表面形成掩蔽层；③深刻蚀露出蓝宝石衬底的上表面；④在器件表面生长一层SiO2膜；⑤露出蓝宝石衬底上的切割面；⑥在切割面上划片；⑦用磷酸与硫酸混合液体腐蚀掉熔渣碎屑；⑧腐蚀掉SiO2膜；⑨在每块外延层上进行台面刻蚀、电极和钝化层的制作，再从蓝宝石衬底底面进行研磨、裂片，形成多个独立发光二极管。本发明结合切割道深刻蚀与侧壁腐蚀技术，避免了划片过程中激光直接作用于GaN外延层，减少了激光对外延层的影响，保证了发光二极管的性能。

Description

一种制作独立发光二极管的方法
技术领域
本发明涉及光电技术领域，特别是利用切割道深刻蚀与侧壁腐蚀技术等技术制作独立发光二极管的方法。
背景技术
GaN基材料是最常用的制备LED芯片的方法，GaN LED制备的各种光源具有节能、环保、冷光源、显色指数高、响应速度快、体积小和工作寿命长等突出优点。GaN主要在蓝宝石衬底、SiC衬底、Si衬底上外延生长，其中宝石衬底为主流，外延层包括N-GaN，MQW，P-GaN，芯片制作工艺主要包含刻蚀，透明电极制作，金属电极制作，钝化层的制作。
现有技术中，侧壁腐蚀成为一种比较成熟的技术，见于台湾第I270223号专利、美国第6849524号专利和美国第5631190号专利中。该技术主要是在P-GaN表面做一层保护层，用激光器在P-GaN表面切割道位置划片，然后采用ICP刻蚀或湿法腐蚀的方式去除刻蚀过程中产生的熔渣等碎片。该技术中，激光划片过程直接作用于GaN各外延层，其产生的几千摄氏度的高温容易对GaN发光层造成损伤，影响发光二极管的性能。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制作独立发光二极管的方法。它结合切割道深刻蚀与侧壁腐蚀技术，避免了划片过程中激光直接作用于GaN外延层，减少了激光对外延层的影响，保证了发光二极管的性能。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
一种制作独立发光二极管的方法，其步骤为：
①在蓝宝石衬底上采用外延的方法形成外延层，外延层包含N-GaN层、有源层和P-GaN层；
②在外延层上表面涂光刻胶、曝光并显影形成掩蔽层；
③用ICP设备进行深刻蚀，露出蓝宝石衬底的上表面，去除光刻胶并清洗；
④在器件表面生长一层SiO2膜；
⑤在每两块外延层之间的区域涂胶、曝光、显影，并用BOE进行湿法腐蚀，露出蓝宝石衬底上的切割面，然后去除光刻胶；
⑥用激光划片机在切割面上划片，产生熔渣碎屑；
⑦用磷酸与硫酸混合液体腐蚀掉熔渣碎屑；
⑧用BOE溶液腐蚀掉SiO2膜；
⑨在每块外延层上进行台面刻蚀、电极和钝化层的制作，再从蓝宝石衬底底面进行研磨、裂片，形成多个独立发光二极管。
在上述制作独立发光二极管的方法中，所述划片深度在15～40微米之间。
在上述制作独立发光二极管的方法中，所述磷酸与硫酸混合液体的温度在150℃～350℃之间。
本发明由于采用了上述方法，在侧壁腐蚀之前，先在切割道位置进行深刻蚀，使蓝宝石衬底暴露出来，然后再进行激光划片，熔渣等碎片的清除。本发明避免了划片过程中激光直接作用于GaN外延层，减少了激光对外延层的影响。同时由于增加了深刻蚀的深度，等于增加了整体划片深度20％以上，可以使芯片厚度相应增加，能够提高光效1％～5％。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1至图9为本发明的方法步骤示意图。
具体实施方式
参看图1至图9，本发明制作独立发光二极管的方法步骤为：
①在蓝宝石衬底1上采用外延的方法形成外延层2，外延层2包含N-GaN层、有源层和P-GaN层；
②在外延层2上表面涂光刻胶、曝光并显影形成掩蔽层3；③用ICP设备进行深刻蚀，露出蓝宝石衬底1的上表面10，去除光刻胶并清洗；
④在器件表面生长一层SiO2膜8；
⑤在每两块外延层2之间的区域涂胶、曝光、显影，并用BOE进行湿法腐蚀，露出蓝宝石衬底1上的切割面4，然后去除光刻胶；
⑥用激光划片机在切割面4上划出深度在15～40微米之间的V型槽，产生熔渣碎屑9；
⑦用温度在150℃～350℃之间的磷酸与硫酸混合液体腐蚀掉熔渣碎屑9；
⑧用BOE溶液腐蚀掉SiO2膜8；
⑨在每块外延层2上进行台面刻蚀、电极和钝化层的制作，再从蓝宝石衬底1底面进行研磨、裂片，形成多个独立发光二极管。

Claims (3)

1.一种制作独立发光二极管的方法，其步骤为：
①在蓝宝石衬底(1)上采用外延的方法形成外延层(2)，外延层(2)包含N-GaN层、有源层和P-GaN层；
②在外延层(2)上表面涂光刻胶、曝光并显影形成掩蔽层(3)；
③用ICP设备进行深刻蚀，露出蓝宝石衬底(1)的上表面(10)，去除光刻胶并清洗；
④在器件表面生长一层SiO2膜(8)；
⑤在每两块外延层(2)之间的区域涂胶、曝光、显影，并用BOE进行湿法腐蚀，露出蓝宝石衬底(1)上的切割面(4)，然后去除光刻胶；
⑥用激光划片机在切割面(4)上划片，产生熔渣碎屑(9)；
⑦用磷酸与硫酸混合液体腐蚀掉熔渣碎屑(9)；
⑧用BOE溶液腐蚀掉SiO2膜(8)；
⑨在每块外延层(2)上进行台面刻蚀、电极和钝化层的制作，再从蓝宝石衬底(1)底面进行研磨、裂片，形成多个独立发光二极管。
2.根据权利要求1所述的制作独立发光二极管的方法，其特征在于，所述划片深度在15～40微米之间。
3.根据权利要求1或2所述的制作独立发光二极管的方法，其特征在于，所述磷酸与硫酸混合液体的温度在150℃～350℃之间。
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