CN104465909A - 蓝宝石衬底及制备方法、制造发光二极管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓝宝石衬底及制备方法、制造发光二极管的方法。本发明蓝宝石衬底，包括：至少一切割道与衬底；所述至少一切割道设置在所述衬底上、且所述至少一切割道的晶面指向不同于所述衬底的晶面指向，以利用所述切割道将所述衬底分割成具有规则形状的图形；所述衬底的晶面指向为C晶面指向。本发明的蓝宝石衬底在进行GaN外延片生长后切割道就将芯粒与芯粒之间区分开，无需在后续的工作中利用激光切割技术将芯粒与芯粒区分开，直接利用劈裂机沿着切割道劈裂即可将芯粒分开，避免了由于激光切割不良导致发光二极管出现多胞、芯粒划偏、漏电、亮度低等问题，提高了发光二极管的产品质量，同时也可以提高芯片的产能以及节约了成本。

Description

蓝宝石衬底及制备方法、制造发光二极管的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种蓝宝石衬底及制备方法、制造发光二极管的方法。
背景技术
在利用金属有机化学气相沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD)方法制造发光二极管时，氮化镓GaN外延片主要生长在蓝宝石衬底上。在对GaN外延片进行加工处理时，经研磨、激光切割、劈裂、分选等步骤将芯粒分选出来。然而在对GaN外延片进行激光切割这道工序时，经常会遇到激光切割宽度不一致、切割深度过浅、斜切等问题，这样就会导致发光二极管出现多胞、芯粒划偏、漏电、亮度低等问题，影响发光二极管的产品质量。
发明内容
本发明提供一种蓝宝石衬底及制备方法、制造发光二极管的方法，以克服现有技术中所存在的不足。
本发明提供一种蓝宝石衬底，包括：至少一切割道与衬底；
所述至少一切割道设置在所述衬底上、且所述至少一切割道的晶面指向不同于所述衬底的晶面指向，以利用所述切割道将所述衬底分割成具有规则形状的图形；
所述衬底的晶面指向为C晶面指向。
本发明提供一种蓝宝石衬底制备方法，包括：
利用研磨机将衬底研磨成具有C晶面指向的衬底；
利用所述研磨机在所述具有C晶面指向的衬底上研磨出至少一切割道，所述至少一切割道用于将所述具有C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，所述至少一切割道的晶面指向不同于所述C晶面指向；
形成具有所述至少一切割道的所述具有C晶面指向的蓝宝石衬底。
本发明提供一种采用上述蓝宝石衬底制造发光二极管的方法，方法包括：
将蓝宝石衬底研磨成具有C晶面指向的衬底；
在所述具有C晶面指向的衬底上研磨出至少一切割道，所述至少一切割道用于将所述具有C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，所述至少一切割道的晶面指向不同于所述C晶面指向；
在所述具有切割道的C晶面指向的衬底上生长氮化镓GaN外延片；
将所述GaN外延片加工处理，形成具有正负电极的芯片；
利用所述衬底上的切割道对所具有正负电极的芯片进行劈裂，将所述具有正负电极的芯片分割成具有所述规则形状的图形的多个芯粒；
对所述芯粒进行扩膜，得到所述发光二极管。
本发明实施例，通过在C晶面指向的衬底上设置有至少一切割道，将C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，切割道的指向为非C晶面指向。因为在蓝宝石衬底的C晶面指向上较容易直接生长氮化镓GaN外延片，而在其它晶面指向(例如a、R、M指向)上直接生长GaN外延片比较困难，所以利用GaN在不同晶面指向上具有不同的生长特性就可以在蓝宝石衬底上特定区域进行选择性生长。利用该选择性的生长特性，在不同的晶面指向上生长GaN外延片的生长速率不一样，所以在蓝宝石衬底进行GaN外延片生长后切割道就将芯粒与芯粒之间区分开，无需在后续的工作中利用激光切割技术将芯粒与芯粒区分开，直接利用劈裂机沿着切割道劈裂即可将芯粒分开，避免了由于激光切割不良导致发光二极管出现多胞、芯粒划偏、漏电、亮度低等问题，提高了发光二极管的产品质量，同时也可以提高芯片的产能以及节约了成本。
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为本发明蓝宝石衬底实施例的结构示意图；
图2为本发明蓝宝石衬底制备方法实施例的流程图；
图3为本发明采用蓝宝石衬底制造发光二极管的方法实施例的流程图。
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为本发明蓝宝石衬底实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例中的蓝宝石衬底01，包括了至少一切割道11与衬底12。所述至少一切割道11设置在所述衬底12上、而且所述至少一切割道11的晶面指向不同于所述衬底12的晶面指向，以利用所述切割道11将所述衬底12分割成具有规则形状的图形。其中，所述衬底12的晶面指向为C晶面指向。
具体的，所述切割道11的晶面指向可以为a晶面指向，也可以为R晶面指向，还可以为M晶面指向。只要所述切割道11的晶面指向不为C晶面指向就可以。所述具有规则形状的图形可以为150um*200um尺寸的方形或半径为200um的圆形，所述切割道的宽度为5-30um，优选的，所述切割道的宽度为10um。这里需要说明的是，在本实施例中仅以具有规则形状的图形为150um*200um尺寸的方形，切割道的宽度为10um来举例说明，在实际应用中可以根据实际需求进行设定，在此并不加以限定。
本实施例的蓝宝石衬底，通过在C晶面指向的衬底上设置有至少一切割道，将C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，切割道的指向为非C晶面指向。因为在蓝宝石衬底的C晶面指向上较容易直接生长氮化镓GaN外延片，而在其它晶面指向(例如a、R、M指向)上直接生长GaN外延片比较困难，所以利用GaN在不同晶面指向上具有不同的生长特性就可以在蓝宝石衬底上特定区域进行选择性生长。利用该选择性的生长特性，在不同的晶面指向上生长GaN外延片的生长速率不一样，所以在蓝宝石衬底进行GaN外延片生长后切割道就将芯粒与芯粒之间区分开，无需在后续的工作中利用激光切割技术将芯粒与芯粒区分开，直接利用劈裂机沿着切割道劈裂即可将芯粒分开，避免了由于激光切割不良导致发光二极管出现多胞、芯粒划偏、漏电、亮度低等问题，提高了发光二极管的产品质量，同时也可以提高芯片的产能以及节约了成本。
图2为本发明蓝宝石衬底制备方法实施例的流程图，如图2所示，本实施例的方法可以包括以下步骤：
步骤201、将蓝宝石衬底研磨成具有C晶面指向的衬底。
利用研磨机将蓝宝石衬底研磨成具有C晶面指向的衬底。
步骤202、利用所述研磨机在所述具有C晶面指向的衬底上研磨出至少一切割道，所述至少一切割道用于将所述具有C晶面指向的蓝宝石衬底分割成具有规则形状的图形，其中，所述至少一切割道的晶面指向不同于所述C晶面指向。
利用研磨机在步骤201中制作出的具有C晶面指向的衬底上研磨出至少一切割道(例如切割道的宽度为10um)，该至少一切割道用于将具有C晶面指向的蓝宝石衬底分割成具有规则形状的图形(例如150um*200um尺寸的方形或半径为200um的圆形)，其中，该至少一切割道的晶面指向不同于衬底的C晶面指向(例如a晶面指向、R晶面指向、M晶面指向)。
步骤203、形成具有所述至少一切割道的所述具有C晶面指向的蓝宝石衬底。
本实施例的蓝宝石衬底制备方法，通过在C晶面指向的衬底上设置有至少一切割道，将C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，切割道的指向为非C晶面指向。因为在蓝宝石衬底的C晶面指向上较容易直接生长氮化镓GaN外延片，而在其它晶面指向(例如a、R、M指向)上直接生长GaN外延片比较困难，所以利用GaN在不同晶面指向上具有不同的生长特性就可以在蓝宝石衬底上特定区域进行选择性生长。利用该选择性的生长特性，在不同的晶面指向上生长GaN外延片的生长速率不一样，所以在蓝宝石衬底进行GaN外延片生长后切割道就将芯粒与芯粒之间区分开，无需在后续的工作中利用激光切割技术将芯粒与芯粒区分开，直接利用劈裂机沿着切割道劈裂即可将芯粒分开，避免了由于激光切割不良导致发光二极管出现多胞、芯粒划偏、漏电、亮度低等问题，提高了发光二极管的产品质量，同时也可以提高芯片的产能以及节约了成本。
图3为本发明采用蓝宝石衬底制造发光二极管的方法实施例的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以包括以下步骤：
步骤301、将蓝宝石衬底研磨成具有C晶面指向的衬底。
利用研磨机将整片蓝宝石衬底表面的晶面指向研磨成C晶面指向。
步骤302、在所述具有C晶面指向的衬底上研磨出至少一切割道，所述至少一切割道用于将所述具有C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，所述至少一切割道的晶面指向不同于所述C晶面指向。
利用研磨机在C晶面指向的衬底上做出切割道，切割道的宽度为5-30um，优选的，切割道的宽度为10um，晶面指向为R晶面。利用R晶面指向的切割道将整片衬底分成多个小方形规则区域，其中每个方形的尺寸为200um*245um。
步骤303、在所述具有切割道的C晶面指向的衬底上生长氮化镓GaN外延片。
利用金属有机化学气相沉积MOCVD外延技术在具有切割道的C晶面指向的衬底上进行氮化镓GaN外延生长，形成GaN外延片。
步骤304、将所述GaN外延片加工处理，形成具有正负电极的芯片。
将生长完毕的GaN外延片利用镀膜、光刻、清洗技术进行加工处理，在外延片上做出正负电极。
步骤305、利用所述衬底上的切割道对所具有正负电极的芯片进行劈裂，将所述具有正负电极的芯片分割成具有所述规则形状的图形的多个芯粒。
步骤306、对所述芯粒进行扩膜，得到所述发光二极管。
本实施例的采用蓝宝石衬底制造发光二极管的方法，通过在C晶面指向的衬底上设置有至少一切割道，将C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，切割道的指向为非C晶面指向。因为在蓝宝石衬底的C晶面指向上较容易直接生长氮化镓GaN外延片，而在其它晶面指向(例如a、R、M指向)上直接生长GaN外延片比较困难，所以利用GaN在不同晶面指向上具有不同的生长特性就可以在蓝宝石衬底上特定区域进行选择性生长。利用该选择性的生长特性，在不同的晶面指向上生长GaN外延片的生长速率不一样，所以在蓝宝石衬底进行GaN外延片生长后切割道就将芯粒与芯粒之间区分开，无需在后续的工作中利用激光切割技术将芯粒与芯粒区分开，直接利用劈裂机沿着切割道劈裂即可将芯粒分开，避免了由于激光切割不良导致发光二极管出现多胞、芯粒划偏、漏电、亮度低等问题，提高了发光二极管的产品质量，同时也可以提高芯片的产能以及节约了成本。
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 (9)

1.一种蓝宝石衬底，其特征在于，包括：至少一切割道与衬底；
所述至少一切割道设置在所述衬底上、且所述至少一切割道的晶面指向不同于所述衬底的晶面指向，以利用所述切割道将所述衬底分割成具有规则形状的图形；
所述衬底的晶面指向为C晶面指向。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述切割道的晶面指向为a晶面指向；
或，R晶面指向；
或，M晶面指向。
3.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述具有规则形状的图形为方形或圆形。
4.根据权利要求1-3任一所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述切割道的宽度为5-30um。
5.一种蓝宝石衬底制备方法，其特征在于，包括：
利用研磨机将衬底研磨成具有C晶面指向的衬底；
利用所述研磨机在所述具有C晶面指向的衬底上研磨出至少一切割道，所述至少一切割道用于将所述具有C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，所述至少一切割道的晶面指向不同于所述C晶面指向；
形成具有所述至少一切割道的所述具有C晶面指向的蓝宝石衬底。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述切割道的晶面指向为a晶面指向；
或，R晶面指向；
或，M晶面指向。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述具有规则形状的图形为方形或圆形。
8.根据权利要求5-7任一所述的方法，其特征在于，所述切割道的宽度为5-30um。
9.一种采用如权利要求1-4任一项所述的蓝宝石衬底制造发光二极管的方法，其特征在于，方法包括：
将蓝宝石衬底研磨成具有C晶面指向的衬底；
在所述具有C晶面指向的衬底上研磨出至少一切割道，所述至少一切割道用于将所述具有C晶面指向的衬底分割成具有规则形状的图形，其中，所述至少一切割道的晶面指向不同于所述C晶面指向；
在所述具有切割道的C晶面指向的衬底上生长氮化镓GaN外延片；
将所述GaN外延片加工处理，形成具有正负电极的芯片；
利用所述衬底上的切割道对所具有正负电极的芯片进行劈裂，将所述具有正负电极的芯片分割成具有所述规则形状的图形的多个芯粒；
对所述芯粒进行扩膜，得到所述发光二极管。
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