CN110544641A - 一种发光二极管芯片的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光二极管芯片的测试方法，包括：A、制备发光二极管芯片，包括步骤如下：(1)在导电衬底上生长发光二极管芯片外延层；发光二极管芯片外延层包括DBR、有源区、窗口层；(2)在步骤(1)制得的发光二极管芯片外延层上制备P电极；(3)在制得的发光二极管芯片外延层表面制备若干个分割槽，所述分割槽贯通整个所述发光二极管芯片外延层延伸至所述导电衬底；(4)对导电衬底减薄，并生长N电极；B、测试发光二极管芯片。本发明既保证GaAs基发光二极管芯片发光区的完整性，且测试结果与制备完成GaAs基发光二极管芯片结果完全一致，避免了因不一致造成的下游客户端质量问题，提升了芯片的品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管芯片的测试方法，属于光电子技术领域。
背景技术
LED作为21世纪的照明新光源，同样亮度下，半导体灯耗电仅为普通白炽灯的l/10，而寿命却可以延长100倍。LED器件是冷光源，光效高，工作电压低，耗电量小，体积小，可平面封装，易于开发轻薄型产品，结构坚固且寿命很长，光源本身不含汞、铅等有害物质，无红外和紫外污染，不会在生产和使用中产生对外界的污染。因此，半导体灯具有节能、环保、寿命长等特点，如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，也将是大势所趋。无论从节约电能、降低温室气体排放的角度，还是从减少环境污染的角度，LED作为新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。
上世纪50年代，在IBM Thomas J.Watson Research Center为代表的诸多知名研究机构的努力下，以GaAs为代表的III–V族半导体在半导体发光领域迅速崛起。之后随着金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术的出现，使得高质量的III–V族半导体的生长突破了技术壁垒，各种波长的半导体发光二极管器件相继涌入市场。由于半导体发光二极管相对于目前的发光器件具有效率高、寿命长、抗强力学冲击等特质，在世界范围内被看作新一代照明器件。
现阶段GaAs基发光二极管芯片测试采用先切割透外延层至衬底，再测试，因芯片尺寸较小，如果全部切割的话测试过程中容易造成碎片，一般采用抽测的方式，后续再切割成芯片。此方法存在一个问题，因先切割外延层至衬底其切割道的宽度相比全部切割成芯片后的切割道的宽度要窄，且GaAs基发光二极管芯片使用金刚刀切割容易造成芯片发光区的损伤，造成此种方法的测试结果与实际芯片的结果有一部分不一致，而芯片生产厂家无法在切割成单颗GaAs基发光二极管芯片后再进行测试，导致到下游封装厂家容易出现亮度不一致等问题。
发明内容
针对现有发光二极管芯片测试方法存在的不足，本发明提供一种流程简便、能提供更确认的参数给下游客户的发光二极管芯片的测试方法。
本发明的技术方案为：
一种发光二极管芯片的测试方法，包括：
A、制备发光二极管芯片，包括步骤如下：
(1)在导电衬底上生长发光二极管芯片外延层；发光二极管芯片外延层包括DBR、有源区、窗口层；
(2)在步骤(1)制得的所述发光二极管芯片外延层上制备P电极；
(3)在制得的所述发光二极管芯片外延层表面制备若干个分割槽，所述分割槽贯通整个所述发光二极管芯片外延层延伸至所述导电衬底；
(4)对所述导电衬底减薄，并生长N电极；
B、测试发光二极管芯片。
根据本发明优选的，所述步骤B，测试发光二极管芯片，包括步骤如下：
(5)将步骤A制得的所述发光二极管芯片放置在光电参数测试台上，使所述N电极朝下放置在光电参数测试台面上，整个N电极面充当所述发光二极管芯片的N电极连接测试电源负极；
(6)使用光电参数测试台的测试针扎测所述P电极，因为所述发光二极管芯片已制备若干个分割槽且分割槽贯通至导电衬底，所以，测量得到单个发光二极管芯片参数；
(7)将步骤(6)所述发光二极管芯片放置于劈裂机，使所述N电极朝下、所述P电极朝上，沿着分割槽通过常规方法进行劈裂。因劈裂完全按照分割槽进行且分割槽已贯通至导电衬底，故劈裂过程不会对芯片的外延层造成损伤。
本发明通过先在发光二极管芯片外延层表面制备分割槽，再使用化学腐蚀的方法腐蚀掉分割槽内的外延层，再进行测试、劈裂，既保证发光二极管芯片发光区的完整性，且测试结果与制备完成发光二极管芯片结果完全一致，避免了因不一致造成的下游客户端质量问题。
根据本发明优选的，所述导电衬底为GaAs衬底或Si衬底。
根据本发明优选的，所述步骤(3)，在制得的所述发光二极管芯片外延层表面制备若干个分割槽，包括步骤如下：
a、在步骤(2)制得的发光二极管芯片外延层表面涂上正性光刻胶；
b、通过光刻在P电极四周按所需发光二极管芯片的尺寸制备分割槽图形；
c、使用常规外延层腐蚀液腐蚀掉分割槽图形对应的发光二极管芯片外延层；
d、去除正性光刻胶，得到分割开的芯片，即得。
根据本发明优选的，所述分割槽为长方体。
长方体更易于后续的劈裂，劈裂过程中不会损伤到外延层，能更好的保证测试结果与制备完成的芯片结果一致。
根据本发明优选的，所述分割槽的宽度为20-25μm。
进一步优选的，所述分割槽的宽度为23μm。
上述分割槽宽度的效果是宽度正好大于常规劈裂造成的槽宽且宽度正好不会对最终芯片的参数造成较大影响。
根据本发明优选的，所述步骤(3)中，在制得的所述发光二极管芯片外延层表面均匀制备若干个分割槽。保证制备的芯片尺寸一致。
根据本发明优选的，所述步骤(2)，包括步骤如下：在步骤(1)制得的发光二极管芯片外延层表面沉积金属层，通过常规光刻制得P电极。
进一步优选的，所述金属层为Au膜。
本发明的有益效果为：
现有GaAs基发光二极管的测试均采用先切割透外延层至衬底，再测试，测试完成再全部切割开，因两次切割的尺寸不一样且容易对发光区造成损失，造成测试结果与制备完成芯片的结果有一部分不一致，对下游封装客户端的使用有较大影响，与现有技术相比，本发明通过先在发光二极管芯片外延层表面制备分割槽，再使用化学腐蚀的方法腐蚀掉分割槽内的外延层，再进行测试、劈裂，这样既保证发光二极管芯片发光区的完整性，且测试结果与制备完成发光二极管芯片结果完全一致，避免了因不一致造成的下游客户端质量问题，提升了芯片的品质。
附图说明
图1是实施例1中步骤(3)制得的GaAs基发光二极管芯片的剖视图。
图2是实施例1中步骤(3)制得的GaAs基发光二极管芯片的俯视图。
图3是实施例1制得的GaAs基发光二极管芯片的剖视图。
1.GaAs衬底，2.GaAs基发光二极管芯片外延层，3.P电极，4.分割槽，5.N电极。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
实施例1
一种GaAs基发光二极管芯片的测试方法，包括：
A、制备GaAs基发光二极管芯片，包括步骤如下：
(1)在GaAs衬底1上生长GaAs基发光二极管芯片外延层2；GaAs基发光二极管芯片外延层2包括DBR、有源区、窗口层；
(2)在步骤(1)制得的GaAs基发光二极管芯片外延层2上制备P电极3；即：在步骤(1)制得的GaAs基发光二极管芯片外延层2表面沉积Au膜，通过常规光刻制得P电极3。
(3)在制得的GaAs基发光二极管芯片外延层2表面均匀制备若干个分割槽4，分割槽4贯通整个GaAs基发光二极管芯片外延层2延伸至GaAs衬底1；包括步骤如下：
a、在步骤(2)制得的GaAs基发光二极管芯片外延层2表面涂上正性光刻胶；
b、通过光刻在P电极3四周按所需发光二极管芯片的尺寸制备分割槽4图形；
c、使用常规外延层腐蚀液腐蚀掉分割槽4图形对应的GaAs基发光二极管芯片外延层2；
d、去除正性光刻胶，得到分割开的芯片，即得。
分割槽4为长方体，分割槽4的宽度为23μm，长方体更易于后续的劈裂，劈裂过程中不会损伤到外延层，能更好的保证测试结果与制备完成的芯片结果一致。分割槽4宽度的效果是宽度正好大于常规劈裂造成的槽宽且宽度正好不会对最终芯片的参数造成较大影响。
制得的GaAs基发光二极管芯片的剖视图如图1所示；制得的GaAs基发光二极管芯片的俯视图如图2所示。
(4)对GaAs衬底1减薄，并生长N电极5；
最终制得的GaAs基发光二极管芯片的剖视图如图3所示。
B、测试GaAs基发光二极管芯片，包括步骤如下：
(5)将步骤A制得的GaAs基发光二极管芯片放置在光电参数测试台上，使N电极5朝下放置在光电参数测试台面上，整个N电极5面充当GaAs基发光二极管芯片的N电极5连接测试电源负极；
(6)使用光电参数测试台的测试针扎测P电极3，因为GaAs基发光二极管芯片已制备若干个分割槽4且分割槽4贯通至GaAs衬底1，所以，测量得到单个GaAs基发光二极管芯片参数；
(7)将步骤(6)GaAs基发光二极管芯片放置于劈裂机，使N电极5朝下、P电极3朝上，沿着分割槽4通过常规方法进行劈裂。因劈裂完全按照分割槽4进行且分割槽4已贯通至GaAs衬底1，故劈裂过程不会对芯片的外延层造成损伤。
本发明通过先在GaAs基发光二极管芯片外延层2表面制备分割槽4，再使用化学腐蚀的方法腐蚀掉分割槽4内的外延层，再进行测试、劈裂，既保证GaAs基发光二极管芯片发光区的完整性，且测试结果与制备完成GaAs基发光二极管芯片结果完全一致，避免了因不一致造成的下游客户端质量问题。
实施例2
根据实施例1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其区别在于，导电衬底为Si衬底。
实施例3
根据实施例1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其区别在于，分割槽4的宽度为20μm。
实施例4
根据实施例1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其区别在于，分割槽4的宽度为25μm。
对比例1
一种GaAs基发光二极管芯片的测试方法，该方法采用背景技术中的现有技术进行测试(测试电流20mA)，测试对象，除了没有分割槽4，其它与实施例1中的GaAs基发光二极管芯片(芯片尺寸6*6mil)完全一样。
测试结果数据如表1所示；
表1
通过表1可知，与现有技术相比，本发明通过先在发光二极管芯片外延层表面制备分割槽4，再使用化学腐蚀的方法腐蚀掉分割槽4内的外延层，再进行测试、劈裂，这样既保证发光二极管芯片发光区的完整性，且测试结果与制备完成发光二极管芯片结果基本完全一致，避免了因不一致造成的下游客户端质量问题，提升了芯片的品质。
Claims (10)
1.一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，包括：
A、制备发光二极管芯片，包括步骤如下：
(1)在导电衬底上生长发光二极管芯片外延层；
(2)在步骤(1)制得的所述发光二极管芯片外延层上制备P电极；
(3)在制得的所述发光二极管芯片外延层表面制备若干个分割槽，所述分割槽贯通整个所述发光二极管芯片外延层延伸至所述导电衬底；
(4)对所述导电衬底减薄，并生长N电极；
B、测试发光二极管芯片。
2.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述步骤B，测试发光二极管芯片，包括步骤如下：
(5)将步骤A制得的所述发光二极管芯片放置在光电参数测试台上，使所述N电极朝下放置在光电参数测试台面上，整个N电极面充当所述发光二极管芯片的N电极连接测试电源负极；
(6)使用光电参数测试台的测试针扎测所述P电极，测量得到单个发光二极管芯片参数；
(7)将步骤(6)所述发光二极管芯片放置于劈裂机，使所述N电极朝下、所述P电极朝上，沿着分割槽进行劈裂。
3.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述导电衬底为GaAs衬底或Si衬底。
4.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述步骤(3)，在制得的所述发光二极管芯片外延层表面制备若干个分割槽，包括步骤如下：
a、在步骤(2)制得的发光二极管芯片外延层表面涂上正性光刻胶；
b、通过光刻在P电极四周按所需发光二极管芯片的尺寸制备分割槽图形；
c、使用腐蚀液腐蚀掉分割槽图形对应的发光二极管芯片外延层；
d、去除正性光刻胶，得到分割开的芯片，即得。
5.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述分割槽为长方体。
6.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述分割槽的宽度为20-25μm。
7.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述分割槽的宽度为23μm。
8.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在制得的所述发光二极管芯片外延层表面均匀制备若干个分割槽。
9.根据权利要求1所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述步骤(2)，包括步骤如下：在步骤(1)制得的发光二极管芯片外延层表面沉积金属层，通过光刻制得P电极。
10.根据权利要求9所述的一种发光二极管芯片的测试方法，其特征在于，所述金属层为Au膜。
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