CN107068828A - Led芯片及其制备方法 - Google Patents

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陈立人
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Abstract

本发明公开了一种LED芯片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：提供一衬底，其包括上表面及与上表面相背的下表面；图形化所述衬底，在所述衬底的上表面形成图形化区域、划道区域及对位标记点；在所述衬底的上表面形成外延发光层，且使得所述衬底上的划道区域与外延发光层上的划道区域对应；沿所述外延发光层上的划道区域进行刻蚀，裸露出所述衬底上表面的划道区域；沿衬底上表面的划道区域进行切割，以形成LED芯片。与现有技术相比，本发明在LED芯片衬底上的划道为超窄划道，且划道为无图形设计，以减少WAFER进行切割加工时，PSS图形的划道对SD光源的造成散射进而对外延发光层造成损伤，提高IR良率以及ESD良率。

Description

LED芯片及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种LED芯片及其制备方法。
背景技术
目前LED照明以及显示屏产品发展迅猛，竞争日渐激烈，为了满足更小的分辨率以及更高的利润空间，芯片尺寸不断减小。目前为了保证芯片良率，划道尺寸基本在16μm左右，随着芯片尺寸的越来越小，划道所占的面积比越来越大，因此通过超窄划道工艺可以提高有效发光区面积的比，进而提升芯片的发光亮度。
超窄划道的尺寸通常在6μm左右，目前LED芯片的划道工艺是通过芯片加工段的版图设计实现的，再通过SD背切+正裂的方式实现对LED芯片的切割。但是由于PSS衬底的图形化，导致SD光源在经过PSS图形时出现散射，会对外延层造成损伤，划道过窄会影响LED芯片的IR良率以及ESD良率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决上述问题的LED芯片及其制备方法。
为了实现上述目的之一，本发明实施例提供的技术方案如下：一种LED芯片，其包括：
衬底，其包括上表面及与上表面相背的下表面，所述上表面上设有图形化区域和划道区域，所述划道区域上无图形排布,
外延发光层，设置于所述衬底上表面一侧。
作为本发明的进一步改进，所述图形化区域设有若干凸起结构，且相邻的两个凸起结构之间具有间隔。
相应地，一种LED芯片的制备方法，所述方法包括：
提供一衬底，其包括上表面及与上表面相背的下表面；
图形化所述衬底，在所述衬底的上表面形成图形化区域、划道区域及对位标记点；
在所述衬底的上表面形成外延发光层，且使得所述衬底上的划道区域与外延发光层上的划道区域对应；
刻蚀所述外延发光层，裸露出所述衬底上表面的划道区域；
沿衬底上表面的划道区域进行切割，以形成LED芯片。
作为本发明的进一步改进，所述衬底上表面上的划道区域的宽度为6μm。
作为本发明的进一步改进，所述切割光源为SD光源。
作为本发明的进一步改进，所述“沿衬底上表面的划道区域进行切割，以形成LED芯片”步骤具体为：
将切割光源自从所述衬底的上表面到下表面方向引入并聚焦到所述衬底的划道区域的中心，进行切割以形成LED芯片。
作为本发明的进一步改进，所述衬底的材质为蓝宝石。
作为本发明的进一步改进，所述图形化区域上设有若干凸起结构，且相邻的两个凸起结构之间具有间隔。
作为本发明的进一步改进，所述“在所述衬底的上表面形成外延发光层”步骤具体为：
在衬底上依次外延生长N型半导体层、发光层及P型半导体层；
在P型半导体层上制备电流阻挡层；
在电流阻挡层上制备透明导电层；
制作P电极和N电极。
本发明的有益效果是：本发明在LED芯片衬底上的划道为超窄划道，且划道为无图形设计，以减少WAFER进行切割加工时，PSS图形的划道对SD光源的造成散射进而对外延发光层造成损伤，提高IR良率以及ESD良率。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为本发明一实施例中制备LED芯片的步骤流程图；
图2为本发明一实施例中LED芯片PSS衬底的图形化的结构示意图；
图3为本发明一实施例中在PSS图形化的衬底上形成外延发光层的剖面结构示意图；
图4为本发明一实施例中沿外延发光层上的划道区域进行刻蚀，裸露出衬底上表面划道区域的WAFER剖面结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。
参图1-图4所示，在本发明的一实施例中，LED芯片的制备方法，具体包括：
S1、提供一衬底11，其包括上表面111及与上表面111相背的下表面112，衬底11的材质为蓝宝石。
S2、图形化衬底，在衬底的上表面111形成图形化区域115、划道区域114及对位标记点（图未示）。目前普遍采用图形化衬底（Patterned SapphireSubstrates，PSS）技术来完成蓝宝石衬底上的GaN 外延材料的制备。在PSS 技术中，首先在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，然后用标准的光刻工艺将掩膜刻出图形，之后，利用ICP 刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，在衬底的上表面形成图形化区域115和划道区域114。结合图2-3所示，图形化区域115具有若干凸起结构113，且相邻的两个凸起结构113之间具有间隔。在本发明中，以LED芯片大小尺寸为单元图形，设计6μm宽的划道区域无PSS图形的填充，6μm属于超窄划道的尺寸，减少SD光源对外延发光层的损伤，有利于LED芯片尺寸的进一步缩小。
S3、在衬底的上表面111形成外延发光层12，保证PSS单元图形（未标号）与LED芯片的单元图形（未标号）重合，使得所述衬底11上的划道区域114与外延发光层12上的划道区域121对应。在图形化衬底上表面形成GaN 材料外延发光层12，具体地，在图形化衬底上依次外延生长N型半导体层、发光层及P型半导体层；在P型半导体层上制备电流阻挡层；在电流阻挡层上制备透明导电层；制作P电极和N电极。
其中，衬底，衬底可以是蓝宝石、Si、SiC、GaN、ZnO等；
N型半导体层，N型半导体层可以是N型GaN等；
发光层，发光层为InGaN/GaN量子阱层；
P型半导体层，P型半导体层可以是高温P型GaN等；
电流阻挡层；
透明导电层，本实施例中为ITO透明导电层，在其他实施例中也可以为ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO、In4Sn3O12、NiAu等透明导电层，同时，透明导电层可以为一层，也可以为上述透明导电层中两种或两种以上的组合层结构。N型半导体层、发光层及P型半导体层等GaN外延层采用正常的MESA工艺制作，P电极和N电极也采用常规沉积或蒸镀工艺制作，本发明中不再进行详细说明。
S4、参图4所示，刻蚀所述外延发光层，裸露出所述衬底上表面的划道区域。沿所述外延发光层12上的划道区域121进行刻蚀，裸露出所述衬底11上表面的划道区域114。
S5、沿衬底11上表面111的划道区域进行切割，以形成LED芯片。将切割光源（图未示）自从所述衬底11的上表面111到下表面112方向引入并聚焦到所述衬底11的划道区域114的中心，进行切割以形成LED芯片。区别于传统的LED芯片的切割方法（SD光源从衬底的下表面引入），本发明从LED芯片的上表面引入SD光源的方式，由于划道区域被刻穿到蓝宝石层，并且划道位置下方的蓝宝石无PSS图形，不会对SD光源进行散射，所以不会损伤有效发光区，在满足一定亮度的基础上，实现LED芯片超窄划道的加工。优选地，切割光源为SD光源。
本发明具有以下有益效果：
提高小尺寸芯片的有效发光区面积比，提高发光亮度；
降低窄划道在SD切割时，造成的IR良率损失；
可以实现更小提高单片的产出颗数。
相应地，本发明还提供一种按照上述制备方法制备的LED芯片，LED芯片包括：衬底，其包括上表面及与上表面相背的下表面，所述上表面上设有图形化区域和划道区域，所述划道区域上无图形排布，外延发光层，设置于所述衬底上表面一侧。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种LED芯片，其特征在于，所述LED芯片包括：
衬底，其包括上表面及与上表面相背的下表面，所述上表面上设有图形化区域和划道区域，所述划道区域上无图形排布,
外延发光层，设置于所述衬底上表面一侧。
2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述图形化区域设有若干凸起结构，且相邻的两个凸起结构之间具有间隔。
3.一种LED芯片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一衬底，其包括上表面及与上表面相背的下表面；
图形化所述衬底，在所述衬底的上表面形成图形化区域、划道区域及对位标记点；
在所述衬底的上表面形成外延发光层，且使得所述衬底上的划道区域与外延发光层上的划道区域对应；
刻蚀所述外延发光层，裸露出所述衬底上表面的划道区域；
沿衬底上表面的划道区域进行切割，以形成LED芯片。
4.根据权利要求3所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述衬底上表面上的划道区域的宽度为6μm。
5.根据权利要求3所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述切割光源为SD光源。
6.根据权利要求3所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述“沿衬底上表面的划道区域进行切割，以形成LED芯片”步骤具体为：
将切割光源自从所述衬底的上表面到下表面方向引入并聚焦到所述衬底的划道区域的中心，进行切割以形成LED芯片。
7.根据权利要求3所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述衬底的材质为蓝宝石。
8.根据权利要求3所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述图形化区域上设有若干凸起结构，且相邻的两个凸起结构之间具有间隔。
9.根据权利要求3所述的LED芯片的制备方法，其特征在于，所述“在所述衬底的上表面形成外延发光层”步骤具体为：
在衬底上依次外延生长N型半导体层、发光层及P型半导体层；
在P型半导体层上制备电流阻挡层；
在电流阻挡层上制备透明导电层；
制作P电极和N电极。
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