CN104037278A - Led芯片的制备方法及led芯片 - Google Patents
Led芯片的制备方法及led芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104037278A CN104037278A CN201410301391.0A CN201410301391A CN104037278A CN 104037278 A CN104037278 A CN 104037278A CN 201410301391 A CN201410301391 A CN 201410301391A CN 104037278 A CN104037278 A CN 104037278A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor wafer
- cutting
- led chip
- protective layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 150
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 79
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 112
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 81
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 33
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 7
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 7
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 11
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical class [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种LED芯片的制备方法及LED芯片。本发明提供的方法，包括：在半导体晶片的衬底上生长N型半导体层、发光层和P型半导体层，以形成外延层；去除部分P型半导体层和部分发光层，露出部分N型半导体层；在P型半导体层的表面形成透明导电层；进而形成金属电极；在晶片的表面形成保护层；对晶片的背面进行减薄，并在晶片背面形成保护层；在晶片的切割道位置分别进行正反两面切割；对切割后的晶片进行湿法高温腐蚀，以在LED芯片的侧壁形成多边形形貌。本发明提供的方法解决了现有技术制备的LED芯片，由于出射光会在芯片侧壁形成全反射，从而影响了LED芯片的亮度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及芯片制造技术，尤其涉及一种LED芯片的制备方法及LED芯片。
背景技术
随着发光二极管(Light Emitting Diode，简称：LED)技术的发展，LED芯片已广泛应用于照明、指示、显示和背光源中，半导体晶片的切割技术对生产出的LED芯片的亮度造成一定程度的影响。
目前通常使用的切割技术例如激光切割技术中的表面切割，在切割的过程中，由于芯片切割面会形成吸光的烧灼物，而导致LED芯片的亮度降低；为避免烧灼物对LED芯片亮度的影响，在采用表面切割工艺制作芯片时，通常会对切割后的半导体晶片进行侧壁腐蚀工艺(Side WallEtching)，具体采用热酸腐蚀切割面从而去除激光烧灼物，并能向内腐蚀衬底使得LED芯片表面的切割断裂位置向内形成一定的倾斜角，从而在一定程度上提高LED芯片的亮度。
但是，现有技术制备的LED芯片，由于切割后的芯片侧壁通常为竖直形状，而导致芯片侧壁的出光效果较差，从而影响了LED芯片的亮度。
发明内容
本发明提供一种LED芯片的制备方法及LED芯片，以解决现有技术制备的LED芯片，由于切割后的芯片侧壁通常为竖直形状，而导致芯片侧壁的出光效果较差，从而影响了LED芯片的亮度的问题。
本发明提供一种LED芯片的制备方法，包括：
在半导体晶片的衬底上依次生长缓冲层、本征半导体层、N型半导体层、发光层和P型半导体层，以形成发光外延层；
去除部分P型半导体层和部分发光层，露出部分N型半导体层；
在所述P型半导体层的表面依次形成电流阻挡层和透明导电层，所述电流阻挡层和所述透明导电层覆盖所述P型半导体层；
在所述透明导电层和所述N型半导体层上形成金属电极，所述金属电极包括设置于所述透明导电层上的P电极和设置于所述N型半导体层上的N电极；
在所述半导体晶片的表面形成保护层；
对所述半导体晶片的背面进行减薄，并在所述减薄后的半导体晶片背面形成背面保护层；
在所述半导体晶片的切割道位置分别进行正面切割和背面切割，使得所述半导体晶片中每个LED芯片的部分侧壁裸露；
对所述切割后的半导体晶片进行湿法高温腐蚀，以在所述LED芯片的侧壁形成多边形形貌。
如上所示的方法，其中，所述保护层包括第一保护层和第二保护层；则所述在所述半导体晶片的表面形成保护层，包括：
在所述半导体晶片的表面形成第一保护层；
去除所述金属电极上覆盖的第一保护层，并在所述半导体晶片表面形成第二保护层，所述第二保护层位于所述第一保护层和所述金属电极的上方，并完全覆盖所述半导体晶片表面。
如上所示的方法，其中，所述第一保护层为氧化铝Al2O3保护层，厚度在500～2000A之间，所述第二保护层为硅化物保护层，厚度在2000～8000A之间。
如上所示的方法，其中，所述在所述半导体晶片的切割道位置分别进行正面切割和背面切割，使得所述半导体晶片中每个LED芯片的部分侧壁裸露，包括：
沿所述半导体晶片的切割道在所述半导体晶片的正面进行激光切割，所述正面切割的深度在5～15um之间；
沿所述半导体晶片的切割道在所述半导体晶片的背面进行激光切割，所述背面切割的深度在5～15um之间；
其中，所述正面切割和所述背面切割的切割面在竖直方向上位于同一位置，所述正面切割和背面切割的切割深度之和在20～35um之间。
如上所示的方法，其中，所述背面保护层为分布式布拉格反射DBR层；则所述对所述半导体晶片的背面进行减薄，并在所述减薄后的半导体晶片背面形成背面保护层，包括：
对所述半导体晶片的背面进行减薄，使得减薄后半导体晶片的整体厚度在150～250um之间；
在所述减薄后的半导体晶片背面形成由第一折射率材料和第二折射率材料交替堆叠形成的DBR层，其中，所述第一折射率材料位于DBR层的第一层和最后一层，分别作为所述DBR层的黏附层和保护层。
如上所示的方法，其中，所述对所述切割后的半导体晶片进行湿法高温腐蚀，包括：
将所述切割后的半导体晶片置于200～400℃的高温热酸中进行腐蚀，所述高温热酸由浓磷酸和浓硫酸按照3:1～5:1的比例混合而成，所述腐蚀的时间在3～20min之间。
如上所示的方法，其中，所述对所述切割后的半导体晶片进行湿法高温腐蚀之后，还包括：
去除位于所述第一保护层和所述金属电极上方的所述第二保护层，在去除所述第二保护层时保留所述第一保护层；
对所述半导体晶片进行裂片，以获得所述LED芯片，所述LED芯片的两边侧壁都具有上部倒台面和底部倒台面。
本发明提供还一种LED芯片，所述LED芯片采用本发明提供的LED芯片的制备方法制得。
本实施例所提供的LED芯片的制备方法及LED芯片，通过对已形成保护层并进行背面减薄后的半导体晶片进行正面和背面双面切割的方式，并结合湿法腐蚀对减薄后的半导体晶片进行侧壁腐蚀，使得生产出的LED芯片的侧壁具备多边形形貌，该侧壁形貌可有效降低出射光在LED芯片侧壁的全反射，解决了现有技术制备的LED芯片，由于切割后的芯片侧壁通常为竖直形状，而导致芯片侧壁的出光效果较差的问题，相应地提高了LED芯片亮度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种LED芯片的制备方法的一个实施例的流程图；
图2为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图3为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图4为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图5为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图6为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图7为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图8为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图9为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图；
图10为本发明提供的一种LED芯片的制备方法的另一个实施例的流程图；
图11为图10所示实施例提供的方法所制备的LED芯片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的一种LED芯片的制备方法的一个实施例的流程图。如图1所示，本实施例的方法可以包括：
S110，在半导体晶片的衬底上依次生长缓冲层、本征半导体层、N型半导体层、发光层和P型半导体层，以形成发光外延层。
在芯片制备的过程中，通常使用半导体晶片作为衬底材料，本实施例在制备LED芯片时，以目前通常采用的蓝宝石为衬底材料为例予以说明，如图2所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图，在该衬底100上依次生长缓冲层(图中未示出)、本征半导体层(图中未示出)、N型半导体层110、发光层(图中未示出)和P型半导体层120，上述叠层构成LED芯片的发光外延层；本实施例提供所制备的LED芯片中，N型半导体层110例如可以是N型氮化镓层，P型半导体层120例如可以是P型氮化镓层。
需要说明的是，本发明实施例中缓冲层、本征半导体层和发光层均为LED芯片制备过程中的常规工艺层，因此，在本发明以下各实施例所提供的工艺过程的芯片结构示意图中均未示出。
S120，去除部分P型半导体层和部分发光层，露出部分N型半导体层。
LED芯片的制备即是要形成PN结，并且在P型区和N型区，即本实施例中的N型半导体层110和P型半导体层120上分别作金属电极层，因此，在本实施例中，通过光刻工艺制作光刻胶掩膜图形，以在发光外延层上形成芯片图案，进而使用电感耦合等离子体(Inductively Couple Plasma，简称为：ICP)刻蚀设备对该掩膜图形上预置的工艺窗口图形中的P型半导体层120和发光层进行选择性刻蚀，最终将图案移至该发光外延层上，使得部分N型半导体层110裸露，形成台面，该台面即是P型半导体层120；如图3所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图。
S130，在P型半导体层的表面依次形成电流阻挡层和透明导电层，该电流阻挡层和该透明导电层覆盖该P型半导体层。
在本实施例中，可以通过电子束蒸发、溅射等方式在P型半导体层120的台面上形成依次形成电流阻挡层(图中未示出)和透明导电层130，并对其进行退火处理以获得良好的欧姆接触；透明导电层130例如可以是纳米铟锡(Indium Tin Oxides，简称为：ITO)、氧化锌(ZnO)、镍-金(Ni-Au)等材料或其组合，透明导电层130的厚度通常在400～5000A之间，该透明导电层130形成有利于实现电流扩展；如图4所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图。
S140，在透明导电层和N型半导体层上形成金属电极，该金属电极包括设置于透明导电层上的P电极和设置于N型半导体层上的N电极。
在本实施例中，可以通过电子束蒸发的方式形成金属电极140，该金属电极140的材料例如可由铬(Cr)、铂(Pt)、金(Au)、钛(Ti)、铝(Al)等金属材料或其组合构成，形成金属电极140的方式同样需要通过光刻工艺制作光刻胶掩膜图形，并通过刻蚀工艺形成预设的工艺窗口图形；其中，LED芯片的金属电极140包括P电极141和N电极142，具体地，P电极141位于P型半导体层120和透明导电层130之上，N电极142位于N型半导体层之上；如图5所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图。
需要说明的是，本实施例中不同工艺步骤中的掩膜图形上预置的工艺窗口图形通常是不同的，是根据需要制备的倒装LED芯片的结构确定的，在进行工艺生产前已预先制备该掩膜图形。
S150，在半导体晶片的表面形成保护层。
本实施例提供的LED芯片的制备方法，需要对在半导体晶片上制备的各LED芯片进行切割，因此，在切割前需要在已形成金属电极140的半导体晶片上形成保护层150，以保护半导体晶片在切割的过程中不损伤芯片的表面结构，以保障各芯片的使用性能，该保护层150包括第一保护层151和第二保护层152。
本实施例提供的方法，形成该保护层150的具体方式为：在半导体晶片的表面形成第一保护层151；去除金属电极140上覆盖的第一保护层151，并在该半导体晶片表面形成第二保护层152，该第二保护层152位于第一保护层151和金属电极140的上方，并完全覆盖该半导体晶片的表面；如图6所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图。在具体实现中，通过蒸发或气相沉积等方式形成第一保护层151，例如可以为氧化铝(Al2O3)保护层，其厚度在500～2000A之间；并通过蚀刻或剥离等方式去除部分第一保护层151，第一保护层151覆盖在半导体晶片表面而仅使金属电极140裸露在外；进一步地，通过蒸发或气相沉积等方式形成第二保护层152，例如可以为硅化物(SiO2或SiNx)保护层，厚度在2000～8000A之间。
需要说明的是，该第二保护层152位于第一保护层151之上，并且完全覆盖半导体晶片表面，该第一保护层151保护半导体器件本身，即所制备的LED芯片，为永久性的保护层。
S160，对半导体晶片的背面进行减薄，并在减薄后的半导体晶片背面形成背面保护层。
在本实施例中，对半导体晶片背面进行减薄，并且可以对减薄后的半导体晶片背面，即蓝宝石面进行精细抛光；作为本实施例提供的较佳实施方案，减薄后半导体晶片的整体厚度在150～250um之间，进而在半导体晶片的背面形成背面保护层160。优选地，可以通过电子束蒸发、溅射、气相沉积等手段在半导体晶片背面形成分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflection，简称为：DBR)层160，该DBR层160不仅用于在背面切割时保护半导体晶片，对于生成的LED芯片，其出射光到达衬底100时可以通过该DBR层160对出射光的反射以提高LED芯片的亮度；如图7所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图。
需要说明的是，本实施例提供的方法所制备的为正装LED芯片，在半导体晶片的背面形成DBR层160，用于对出射光在半导体晶片的背面的DBR层160形成反射，可以将出射光反射到LED芯片的正面或者侧壁，以提高LED芯片的出光效率，进而增强该LED芯片的亮度。
S170，在半导体晶片的切割道位置分别进行正面切割和背面切割，使得该半导体晶片中每个LED芯片的部分侧壁裸露。
在本实施例中，对半导体晶片的正面和背面都进行切割，具体对半导体晶片中各LED芯片的切割道位置进行切割，形成正面切割口210和背面切割口220，将该半导体晶片中的各芯片切割成彼此分离的单元；如图8所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图。
需要说明的是，对半导体晶片的背面，即蓝宝石面进行切割时，优选地，正面和背面的切割总深度相加控制在20～35um，以确保切割后的半导体晶片在后续的高温热酸腐蚀工艺中具有一定的机械强度，又能保证裂片的顺利进行。
S180，对切割后的半导体晶片进行湿法高温腐蚀，以在LED芯片的侧壁形成多边形形貌。
在本实施例中，具体将切割后半导体晶片置于200～400℃的高温热酸中进行腐蚀，该高温热酸可以由浓磷酸和浓硫酸按照3:1～5:1的比例混合而成，根据高温热酸的温度和比例，通常将腐蚀的时间控制在3～20min之间。
需要说明的是，高温热酸对半导体晶片上的正面切割口210和背面切割口220的侧壁具有较强的腐蚀效果，由于该湿法腐蚀为各向同性腐蚀，在腐蚀过程中会钻蚀正面切割口210和背面切割口220的侧壁，而改变切口部位的形貌，如图9所示，为图1所示实施例提供的一种LED芯片的制备方法的工艺过程的芯片结构示意图。图9为经过高温热酸腐蚀后的半导体晶片，显然地，在芯片侧壁的上部和底部形成向内凹的倒台面，该侧壁形貌有利用光线从侧壁射出。
本实施例所提供的LED芯片的制备方法，通过对已形成保护层并进行背面减薄后的半导体晶片进行正面和背面双面切割的方式，并结合湿法腐蚀对减薄后的半导体晶片进行侧壁腐蚀，使得生产出的LED芯片的侧壁具备多边形形貌，该侧壁形貌可有效降低出射光在LED芯片侧壁的全反射，解决了现有技术制备的LED芯片，由于切割后的芯片侧壁通常为竖直形状，而导致芯片侧壁的出光效果较差的问题，相应地提高了LED芯片亮度；进一步地，采用硅化物作为芯片的保护层，并在整个半导体晶片表面形成氧化铝保护层可以有效保护芯片正面不受高温热酸腐蚀，提高了LED芯片的生成良率。
进一步地，图10为本发明提供的一种LED芯片的制备方法的另一个实施例的流程图，在上述图1所示实施例的基础上，S170可以包括：S171，沿半导体晶片的切割道在其正面进行激光切割，正面切割的深度在5～15um之间；S172，沿半导体晶片的切割道在其背面进行激光切割，背面切割的深度在5～15um之间；其中，正面切割和背面切割的切割面在竖直方向上位于同一位置，以保证裂片的顺利进行并可获得良好的侧壁形貌，本实施例通过调整激光功率和/或切割时间，可以使最终双侧表面切割深度总和控制在20～35um之间。
需要说明的是，本实施例提供的方法中，S171中对半导体晶片正面进行切割可以是在半导体晶片背面减薄之后进行的，也可以是在半导体晶片背面减薄之前进行的，图10所示实施例以S171在160之后执行为例予以示出。
优选地，在本实施例的一种实现方式中，S160可以包括：S161，对半导体晶片的背面进行减薄，使得减薄后半导体晶片的整体厚度在150～250um之间；S162，在减薄后的半导体晶片背面形成由第一折射率材料和第二折射率材料交替堆叠形成的DBR层，其中，该第一折射率材料位于DBR层的第一层和最后一层，分别作为该DBR层的黏附层和保护层；需要说明的是，以DBR层160的生长顺序对生成层次进行编号，上述第一层为紧贴蓝宝石衬底100的一层，最后一层为DBR层160的最外层。在具体实现中，可以采用氧化硅(SiO2)材料作为第一层和最后一层，最后一层SiO2的厚度可以在3000～5000A之间，用于为后续高温热酸蚀刻提供有效的保护层。
需要说明的是，DBR层160用于对LED芯片中到达芯片底面的光进行反射，以提高芯片的亮度，因此，该DBR层160的形成是本发明提供的LED芯片的制备方法中一种优选的实施方案，即并非是获得本发明提供的方法中的必要步骤；在本实施例的另一种可能的实现方式中，可以用氧化硅(SiO2)保护层代替DBR层160，仅作为高温热酸腐蚀的掩蔽层，最终制备的LED芯片在封装过程中，其背面保护层160需要与支架连接，该支架对LED芯片的出射光形成的反射效果类似于DBR层的反射效果，因此，在该实现方式中，也可以将出射光反射到LED芯片的正面或者侧壁，同样可以提高LED芯片的出光效率。
更进一步地，本实施例提供的方法，在S180之后还包括：S190，去除位于第一保护层和金属电极上方的第二保护层，在去除第二保护层时保留第一保护层；S200，对半导体晶片进行裂片，以获得LED芯片，该LED芯片的两边侧壁都具有上部倒台面和底部倒台面。
本实施例在具体实现中，可以利用缓冲蚀刻液(Buffered Oxide Etch，简称为：BOE)去除SiO2，也就是第二保护层152，或者采用等离子刻蚀去除上表面该第二保护层152，并清洗半导体晶片的表面；在对第二保护层152进行刻蚀时，通常选用选择性较好的刻蚀溶剂或刻蚀气体，以保证保留第一保护层151和金属电极140。进而对已切割的半导体晶片进行裂片，获得本发明实施例所制备的LED芯片。
在本实施例中，由于采用了双面激光切片的方式，并结合高温热酸的腐蚀，最终在裂片后的LED芯片上形成具有上部倒台面181和底部倒台面182的两边侧壁，如图11所示，为图10所示实施例提供的方法所制备的LED芯片的结构示意图，图11中未示出LED芯片中器件200的具体结构，具体对LED芯片的侧壁结构进行说明，可以看出，在LED芯片的两边侧壁处，具有上部倒台面181和底部倒台面182，该倒台面可以有效的使LED芯片所产生的光线从侧壁射出。现有技术提供的方法所制备的LED芯片的侧壁通常是竖直的，或者仅具有上部倒台面181，图中的光线11可以从上部倒台面181射出，但是光线12会在DBR层形成全反射，因此，降低了LED芯片的出光效率；通过本发明实施例的方法所制备的LED芯片，在芯片侧壁的底部形成底部倒台面182，即图11中的光线12可以从该底部倒台面182处射出，本实施例提供的方法所制备的LED芯片，使得射向芯片背面且经由背面反射回来的光线获得更高的出射机会，整体上增加了LED芯片侧壁出光效率，提高了LED芯片的产品亮度。
需要说明的是，图11中仅示出LED芯片的出射光线的，并未示出该LED芯片的具体结构，图中侧壁处的虚线用以说明此处为侧壁的延伸段，该LED芯片的侧壁并不能在图中完整的体现出，仅示出对出射光线形成优良出光效果的倒台面结构。
请结合图9和图11，也为本发明提供的一种LED芯片的一个实施例的结构示意图。本实施例所提供的LED芯片采用本发明任意实施例所述的方法制得,其有益效果与上述实施例相同，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种LED芯片的制备方法，其特征在于，包括：
在半导体晶片的衬底上依次生长缓冲层、本征半导体层、N型半导体层、发光层和P型半导体层，以形成发光外延层；
去除部分P型半导体层和部分发光层，露出部分N型半导体层；
在所述P型半导体层的表面依次形成电流阻挡层和透明导电层，所述电流阻挡层和所述透明导电层覆盖所述P型半导体层；
在所述透明导电层和所述N型半导体层上形成金属电极，所述金属电极包括设置于所述透明导电层上的P电极和设置于所述N型半导体层上的N电极；
在所述半导体晶片的表面形成保护层；
对所述半导体晶片的背面进行减薄，并在所述减薄后的半导体晶片背面形成背面保护层；
在所述半导体晶片的切割道位置分别进行正面切割和背面切割，使得所述半导体晶片中每个LED芯片的部分侧壁裸露；
对所述切割后的半导体晶片进行湿法高温腐蚀，以在所述LED芯片的侧壁形成多边形形貌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层包括第一保护层和第二保护层；则所述在所述半导体晶片的表面形成保护层，包括：
在所述半导体晶片的表面形成第一保护层；
去除所述金属电极上覆盖的第一保护层，并在所述半导体晶片表面形成第二保护层，所述第二保护层位于所述第一保护层和所述金属电极的上方，并完全覆盖所述半导体晶片表面。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一保护层为氧化铝Al2O3保护层，厚度在500～2000A之间，所述第二保护层为硅化物保护层，厚度在2000～8000A之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述半导体晶片的切割道位置分别进行正面切割和背面切割，使得所述半导体晶片中每个LED芯片的部分侧壁裸露，包括：
沿所述半导体晶片的切割道在所述半导体晶片的正面进行激光切割，所述正面切割的深度在5～15um之间；
沿所述半导体晶片的切割道在所述半导体晶片的背面进行激光切割，所述背面切割的深度在5～15um之间；
其中，所述正面切割和所述背面切割的切割面在竖直方向上位于同一位置，所述正面切割和背面切割的切割深度之和在20～35um之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述背面保护层为分布式布拉格反射DBR层；则所述对所述半导体晶片的背面进行减薄，并在所述减薄后的半导体晶片背面形成背面保护层，包括：
对所述半导体晶片的背面进行减薄，使得减薄后半导体晶片的整体厚度在150～250um之间；
在所述减薄后的半导体晶片背面形成由第一折射率材料和第二折射率材料交替堆叠形成的DBR层，其中，所述第一折射率材料位于DBR层的第一层和最后一层，分别作为所述DBR层的黏附层和保护层。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述切割后的半导体晶片进行湿法高温腐蚀，包括：
将所述切割后的半导体晶片置于200～400℃的高温热酸中进行腐蚀，所述高温热酸由浓磷酸和浓硫酸按照3:1～5:1的比例混合而成，所述腐蚀的时间在3～20min之间。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述切割后的半导体晶片进行湿法高温腐蚀之后，还包括：
去除位于所述第一保护层和所述金属电极上方的所述第二保护层，在去除所述第二保护层时保留所述第一保护层；
对所述半导体晶片进行裂片，以获得所述LED芯片，所述LED芯片的两边侧壁都具有上部倒台面和底部倒台面。
8.一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片采用如权利要求1～8中任一项所述的方法制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410301391.0A CN104037278B (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Led芯片的制备方法及led芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410301391.0A CN104037278B (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Led芯片的制备方法及led芯片 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104037278A true CN104037278A (zh) | 2014-09-10 |
| CN104037278B CN104037278B (zh) | 2017-01-18 |
Family
ID=51467976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410301391.0A Active CN104037278B (zh) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Led芯片的制备方法及led芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104037278B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105206573A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-30 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种发光二极管制备方法 |
| CN105405807A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-16 | 扬州中科半导体照明有限公司 | 一种有背镀金属层发光二极管晶元的切割方法 |
| CN106129220A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-16 | 厦门三安光电有限公司 | 一种led芯片的制作方法及其制作设备 |
| CN106449901A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-02-22 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的制作方法 |
| CN106848029A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-06-13 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种高亮发光二极管的芯片及其制作方法 |
| CN110491980A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-22 | 厦门三安光电有限公司 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN112242458A (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-19 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种改善反极性AlGaInP LED芯片切割质量的方法 |
| CN112670382A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 天津三安光电有限公司 | 一种led芯片及led芯片的制备方法 |
| CN113437185A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-24 | 南方科技大学 | 一种高效制备Micro-LED芯片的方法和系统 |
| CN114720842A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-07-08 | 合肥新晶集成电路有限公司 | 失效分析结构的制备方法及失效分析方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200715603A (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-16 | Chin-Ming Lin | Light-emitting diode and method for manufacturing the same |
| CN101436630A (zh) * | 2007-11-13 | 2009-05-20 | 普光科技（广州）有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管芯片及其制作方法 |
| CN101859852A (zh) * | 2010-05-13 | 2010-10-13 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 提高铝镓铟磷系发光二极管产能的制作工艺 |
| CN102244170A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-11-16 | 江苏晶瑞半导体有限公司 | 准光子晶体图形蓝宝石衬底及其制造方法、发光二极管及其制备方法 |
| CN102324450A (zh) * | 2011-09-09 | 2012-01-18 | 上海蓝光科技有限公司 | GaN基发光二极管芯片及其制备方法 |
| CN102623601A (zh) * | 2011-02-01 | 2012-08-01 | 隆达电子股份有限公司 | 半导体元件及其切割方法 |
| CN103474341A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-25 | 昆山奥德鲁自动化技术有限公司 | 一种led芯片高温混酸腐蚀切割道的方法 |
-
2014
- 2014-06-27 CN CN201410301391.0A patent/CN104037278B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200715603A (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-16 | Chin-Ming Lin | Light-emitting diode and method for manufacturing the same |
| CN101436630A (zh) * | 2007-11-13 | 2009-05-20 | 普光科技（广州）有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管芯片及其制作方法 |
| CN101859852A (zh) * | 2010-05-13 | 2010-10-13 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 提高铝镓铟磷系发光二极管产能的制作工艺 |
| CN102623601A (zh) * | 2011-02-01 | 2012-08-01 | 隆达电子股份有限公司 | 半导体元件及其切割方法 |
| CN102244170A (zh) * | 2011-06-15 | 2011-11-16 | 江苏晶瑞半导体有限公司 | 准光子晶体图形蓝宝石衬底及其制造方法、发光二极管及其制备方法 |
| CN102324450A (zh) * | 2011-09-09 | 2012-01-18 | 上海蓝光科技有限公司 | GaN基发光二极管芯片及其制备方法 |
| CN103474341A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-25 | 昆山奥德鲁自动化技术有限公司 | 一种led芯片高温混酸腐蚀切割道的方法 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105206573A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-30 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种发光二极管制备方法 |
| CN105405807A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-16 | 扬州中科半导体照明有限公司 | 一种有背镀金属层发光二极管晶元的切割方法 |
| CN106129220A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-11-16 | 厦门三安光电有限公司 | 一种led芯片的制作方法及其制作设备 |
| CN106449901A (zh) * | 2016-09-09 | 2017-02-22 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的制作方法 |
| CN106449901B (zh) * | 2016-09-09 | 2019-05-14 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的制作方法 |
| CN106848029A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-06-13 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种高亮发光二极管的芯片及其制作方法 |
| CN106848029B (zh) * | 2016-12-07 | 2019-06-11 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种高亮发光二极管的芯片及其制作方法 |
| CN112242458A (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-19 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种改善反极性AlGaInP LED芯片切割质量的方法 |
| CN112242458B (zh) * | 2019-07-18 | 2022-02-08 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种改善反极性AlGaInP LED芯片切割质量的方法 |
| CN110491980A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-22 | 厦门三安光电有限公司 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN110491980B (zh) * | 2019-07-31 | 2021-08-24 | 厦门三安光电有限公司 | 一种紫外led芯片及其制备方法 |
| CN113782655A (zh) * | 2019-07-31 | 2021-12-10 | 厦门三安光电有限公司 | 一种发光二极管及其制备方法 |
| CN112670382A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 天津三安光电有限公司 | 一种led芯片及led芯片的制备方法 |
| CN112670382B (zh) * | 2020-12-23 | 2023-03-24 | 天津三安光电有限公司 | 一种led芯片及led芯片的制备方法 |
| CN113437185A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-24 | 南方科技大学 | 一种高效制备Micro-LED芯片的方法和系统 |
| CN114720842A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-07-08 | 合肥新晶集成电路有限公司 | 失效分析结构的制备方法及失效分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104037278B (zh) | 2017-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104037278A (zh) | Led芯片的制备方法及led芯片 | |
| EP3007238B1 (en) | Semiconductor light-emitting element and semiconductor light-emitting device | |
| JP4623953B2 (ja) | 電磁ビームを放出する半導体チップおよびその製造方法 | |
| JP5659966B2 (ja) | 半導体素子及びその製造方法 | |
| US20070176546A1 (en) | Light emitting device and method of forming the same | |
| JP2005252253A (ja) | 小型反射器を有するフリップチップ発光装置 | |
| CN104037277A (zh) | 倒装led芯片的制备方法及倒装led芯片 | |
| US20060054907A1 (en) | Light-emitting device of gallium nitride-based III-V group compound semiconductor | |
| JP2013008817A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
| CN106340571B (zh) | 一种发光二极管及其制作方法 | |
| JP2011029612A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子 | |
| CN208637453U (zh) | 一种高亮度倒装led芯片 | |
| CN102339922B (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| CN103367590A (zh) | 一种氮化镓基发光二极管及其制作方法 | |
| CN104091869A (zh) | 发光二极管芯片及其制作方法 | |
| JP2011166146A (ja) | 分布ブラッグ反射器を有する発光ダイオードチップ及びその製造方法 | |
| JP2024056981A (ja) | 発光素子の製造方法 | |
| CN102479898A (zh) | 发光二极管和用于制造该发光二极管的方法 | |
| US20100219440A1 (en) | Inverted LED Structure with Improved Light Extraction | |
| TW201505211A (zh) | 發光元件 | |
| CN101656283B (zh) | 发光二极管组件及其制造方法 | |
| CN102468391A (zh) | 发光二极管结构及其制作方法 | |
| CN104300057A (zh) | 一种高亮度GaN发光二极管器件的制作方法 | |
| CN212161845U (zh) | 一种整面反射镜的垂直结构led芯片 | |
| CN105428489A (zh) | 一种薄膜led芯片的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 243000 Anhui Province Economic and Technological Development Zone Ma'anshan City Baoqing Road No. 399 Building 1 Patentee after: Epitop Photoelectric Technology Co., Ltd. Address before: 243000 Anhui province Ma'anshan City West Road Economic Development Zone No. 259 South 1- layer Patentee before: EpiTop Optoelectronic Co., Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |