CN110970538B - 红光led外延片、led外延片的分割方法及led外延片结构 - Google Patents

红光led外延片、led外延片的分割方法及led外延片结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了红光LED外延片、LED外延片的分割方法及LED外延片结构。一种红光LED外延片的分割方法，包括：在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层；将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片,所述第一位置与所述第二位置不重叠。本发明的技术方案，通过在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层，然后氧化未涂覆保护层的第二位置以将红光LED外延片进行分割，解决了红光LED外延片分割成本高、损伤大的问题，达到了降低红光LED外延片分割成本和减小红光LED外延片分割损伤的效果。

Description

红光LED外延片、LED外延片的分割方法及LED外延片结构
技术领域
本发明实施例涉及LED外延片制造技术，尤其涉及一种红光LED外延片、LED外延片的分割方法及LED外延片结构。
背景技术
目前，通常用光刻蚀技术或等离子轰击技术将芯片上的红光LED芯片进行物理分割，等离子体轰击像素点边缘时会对红光LED芯片的边缘造成损伤，并且光刻蚀工艺成本较高，刻蚀的精度也相对较差，难以处理微小尺寸的Micro-LED。
发明内容
本发明提供一种红光LED外延片、LED外延片的分割方法及LED外延片结构，以实现降低红光LED外延片分割成本和减小红光LED外延片分割损伤的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种红光LED外延片的分割方法，包括：
在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层；
将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片,所述第一位置与所述第二位置不重叠。
可选的，所述保护层的材料为磷化铟。
可选的，在所述将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片之后，还包括：
将氧化处理后的所述红光LED外延片放入清洗液中以去除所述保护层。
可选的，在所述将氧化处理后的所述红光LED外延片放入清洗液中以去除所述保护层之后，包括：
在所述红光LED芯片上制备电极。
可选的，所将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片包括：
将涂覆保护层之后的红光LED外延片放入水蒸气和/或氧气环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片。
可选的，所述将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层包括：
将涂覆保护层之后的红光LED外延片放入至少100℃的环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片。
可选的，所述清洗液的PH值小于7。
第二方面，本发明实施例还提供了一种LED外延片的分割方法，包括：
在LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层；
将涂覆保护层之后的LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述LED外延片分割成至少两个LED芯片,所述第一位置与所述第二位置不重叠。
第三方面，本发明实施例还提供了一种LED外延片结构，包括：氧化分割层、电极层、P型半导体层、发光层、N型半导体层和基板，所述电极层、所述P型半导体层、所述发光层和所述N型半导体层依次堆叠，所述N型半导体层还堆叠在所述基板上，所述氧化分割层至少依次贯穿所述P型半导体层和所述发光层，所述氧化分割层用于将LED外延片分割成至少两个LED芯片，所述氧化分割层的材料至少包括P型半导体层的材料的氧化物和所述发光层的材料的氧化物。
本发明的技术方案，通过在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层，然后氧化未涂覆保护层的第二位置以将红光LED外延片进行分割，解决了红光LED外延片分割成本高、损伤大的问题，达到了降低红光LED外延片分割成本和减小红光LED外延片分割损伤的效果。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明实施例的上述及其他特征和优点，附图中：
图1是本发明实施例一中的红光LED外延片的分割方法的流程图；
图2(a)是本发明实施例一中的红光LED外延片结构示意图；
图2(b)是本发明实施例一中的红光LED外延片上制备保护层之后的结构示意图；
图2(c)是本发明实施例一中的红光LED外延片上制备保护层之后的结构示意图；
图2(d)是本发明实施例一中的红光LED外延片上制备氧化分割层之后的结构示意图；
图2(e)是本发明实施例一中的红光LED外延片上制备氧化分割层之后的结构示意图；
图3是本发明实施例二中的红光LED外延片的分割方法的流程图；
图4(a)是是本发明实施例二中的红光LED外延片除去保护层之后的结构示意图；
图4(b)是是本发明实施例二中的红光LED外延片除去保护层之后的结构示意图；
图5是本发明实施例二替代实施例的红光LED外延片的分割方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对发明的限定。另外还需要说明的是，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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一位置为第二位置，且类似地，可将第二位置称为第一位置。第一位置和第二位置两者都是位置，但其不是同一位置。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的红光LED外延片的分割方法的流程图，具体包括如下步骤：
步骤110、在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层。
本实施例中，红光LED外延片是制备红光LED的原材料之一，参见图2(a)，红光LED外延片至少包括：P型半导体层4、发光层3、N型半导体层2和基板1，P型半导体层4、发光层3、N型半导体层2和所述基板1依次堆叠，其中发光层3的材料优选为砷化镓。一并参见图2(b)保护层5制备在P型半导体层4上。具体的可以将掩膜版覆盖在红光LED外延片上以暴露第一位置，再在第一位置上制备保护层5，其中保护层5的材料为不易氧化且溶于酸性溶液的材料，一些实施例中，保护层5的材料还可以为或氧化后可以阻止内部材料氧化且溶于酸性溶液的材料，优选的所述保护层5的材料为磷化铟，一并参见制备保护层5之后的红光LED外延片的俯视图图2(c),第一位置的保护层5的形状为矩形或正方形。
步骤120、将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片,所述第一位置与所述第二位置不重叠。
本实施例中，第二位置为至少两个第一位置之间的间隙，以红光LED外延片至少包括P型半导体层、发光层、N型半导体层和基板为例，其中所述发光层的材料为砷化镓，参见图2(d)，氧化处理可以是将未涂覆保护层5的第二位置的P型半导体层4和发光层3氧化形成氧化分割层6，其中，氧化分割层6依次贯穿P型半导体层4和发光层3与N型半导体层2连接；参见图2(e)，也可以是将P型半导体层4、发光层3和N型半导体层2氧化形成氧化分割层6，其中，氧化分割层6依次贯穿P型半导体层4、发光层3和N型半导体层2与基板1连接，本实施例对此不作限定。形成氧化分割层6以后，由于氧化分割层6导电能力极差，因此在相当于将红光LED外延片分割成了至少两个红光LED芯片。
本实施例中，参见图2(d)，经过步骤110和步骤120形成的红光LED外延片结构，包括：保护层5氧化分割层6、P型半导体层4、发光层3、N型半导体层2和基板1，所述保护层5、所述电极层、所述P型半导体层4、所述发光层3和所述N型半导体层2依次堆叠，所述N型半导体层2还堆叠在所述基板1上，所述氧化分割层6至少依次贯穿所述P型半导体层4和所述发光层3，所述氧化分割层6用于将红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片，所述氧化分割层6的材料至少包括P型半导体层4的材料的氧化物和所述发光层3的材料的氧化物。
本实施例的技术方案，通过在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层，然后氧化未涂覆保护层的第二位置以将红光LED外延片进行分割，解决了红光LED外延片分割成本高、损伤大的问题，达到了降低红光LED外延片分割成本和减小红光LED外延片分割损伤的效果。
替代实施例中，步骤120中所将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片包括：将涂覆保护层之后的红光LED外延片放入水蒸气和/或氧气环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片。
替代实施例中，步骤120中所述将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层包括：将涂覆保护层之后的红光LED外延片放入至少100℃的环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片。
替代实施例中，步骤120中所述将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层包括：将涂覆保护层之后的红光LED外延片放入至少100℃的和水蒸气环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片，或将涂覆保护层之后的红光LED外延片放入至少100℃的和氧气环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片。
需要说明的是，本实施例以红光LED外延片的分割方法为例，若将红光LED外延片替换为其他LED外延片，上述方法还适用于其他LED外延片的分割，示例性的其他LED外延片还可以是蓝光LED外延片、绿光LED外延片以及其他可见光或非可见光的LED外延片，采用上述方法分割的LED外延片可以得到与LED外延片种类对应的LED芯片。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的红光LED外延片的分割方法的流程图，具体包括如下步骤：
步骤210、在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层。
本实施例中，红光LED外延片为红光LED外延片，是制备红光LED的原材料之一，红光LED外延片至少包括：P型半导体层、发光层、N型半导体层和基板，P型半导体层、发光层、N型半导体层和所述基板依次堆叠，其中发光层的材料优选为砷化镓。保护层制备在P型半导体层上，制备保护层的方法可以是溶胶-凝胶法，也可以是溅射法，具体的可以将掩膜版覆盖在红光LED外延片上以暴露第一位置，再在第一位置上制备保护层，其中保护层的材料为不易氧化且溶于酸性溶液的材料，一些实施例中，保护层的材料还可以为或氧化后可以阻止内部材料氧化且溶于酸性溶液的材料，优选的所述保护层的材料为磷化铟，第一位置的形状为矩形或正方形。
步骤220、将涂覆保护层之后的红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片,所述第一位置与所述第二位置不重叠。
本实施例中，第二位置为至少两个第一位置之间的间隙，以红光LED外延片至少包括P型半导体层、发光层、N型半导体层和基板为例，其中所述发光层的材料为砷化镓，氧化处理可以是将未涂覆保护层的第二位置的P型半导体层和发光层氧化形成氧化分割层，其中，氧化分割层依次贯穿P型半导体层和发光层与N型半导体层连接；也可以是将P型半导体层、发光层和N型半导体层氧化形成氧化分割层，其中，氧化分割层依次贯穿P型半导体层、发光层和N型半导体层与基板连接，本实施例对此不作限定。形成氧化分割层以后，由于氧化分割层导电能力极差，因此在相当于将红光LED外延片分割成了至少两个红光LED芯片。
步骤230、将氧化处理后的所述红光LED外延片放入清洗液中以去除所述保护层。
本实施例中，所述清洗液的PH值小于7，为酸性溶液，对清洗时间进行控制，可以保证将保护层清洗干净又不伤害红光LED外延片的结构。参见图4(a)步骤230之后形成的红光LED外延片结构，包括：氧化分割层6、P型半导体层4、发光层3、N型半导体层2和基板1，所述电极层、所述P型半导体层4、所述发光层3和所述N型半导体层2依次堆叠，所述N型半导体层2还堆叠在所述基板1上，所述氧化分割层6至少依次贯穿所述P型半导体层4和所述发光层3，所述氧化分割层6用于将红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片，所述氧化分割层6的材料至少包括P型半导体层4的材料的氧化物和所述发光层3的材料的氧化物。一些实施例中，参见图4(b),所述氧化分割层6至少依次贯穿所述P型半导体层4、所述发光层3和所述N型半导体层2。
本实施例的技术方案，通过在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层，然后氧化未涂覆保护层的第二位置以将红光LED外延片进行分割，解决了红光LED外延片分割成本高、损伤大的问题，达到了降低红光LED外延片分割成本和减小红光LED外延片分割损伤的效果。
替代实施例中，参见图5，步骤230之后还包括：
步骤240、在所述红光LED芯片上制备电极。
本替代实施例中，具体的是在红光LED芯片的P型半导体层上形成第一电极，电极的材料可以为Ti、和/或Al、和/或Ni、和/或Au。若所述氧化分割层仅依次贯穿所述P型半导体层和所述发光层，则还需要在N型半导体层上再制备第二电极；若所述氧化分割层至少依次贯穿所述P型半导体层、所述发光层和所述N型半导体层，可以基板剥离后再在N型半导体层上制备电极层，也可以将基板作为电极层直接与导线连接。
需要说明的是，本实施例以红光LED外延片的分割方法为例，若将红光LED外延片替换为其他LED外延片，上述方法还适用于其他LED外延片的分割，示例性的其他LED外延片还可以是蓝光LED外延片、绿光LED外延片以及其他可见光或非可见光的LED外延片，采用上述方法分割的LED外延片还可以得到与LED外延片种类对应的LED芯片。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种红光LED外延片的分割方法，其特征在于，包括：
在红光LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层；
将涂覆保护层之后的所述红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片,所述第一位置与所述第二位置不重叠；
所述保护层的材料为氧化后可以阻止内部材料氧化且溶于酸性溶液的磷化铟。
2.根据权利要求1所述的红光LED外延片的分割方法，其特征在于，在所述将涂覆保护层之后的所述红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片之后，还包括：
将氧化处理后的所述红光LED外延片放入清洗液中以去除所述保护层。
3.根据权利要求2所述的红光LED外延片的分割方法，其特征在于，在所述将氧化处理后的所述红光LED外延片放入清洗液中以去除所述保护层之后，包括：
在所述红光LED芯片上制备电极。
4.根据权利要求1所述的红光LED外延片的分割方法，其特征在于，所将涂覆保护层之后的所述红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片包括：
将涂覆保护层之后的所述红光LED外延片放入水蒸气和/或氧气环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片。
5.根据权利要求1所述的红光LED外延片的分割方法，其特征在于，所述将涂覆保护层之后的所述红光LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层包括：
将涂覆保护层之后的所述红光LED外延片放入至少100℃环境中进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述红光LED外延片分割成至少两个红光LED芯片。
6.根据权利要求2所述的红光LED外延片的分割方法，其特征在于，所述清洗液的PH值小于7。
7.根据权利要求1所述的红光LED外延片的分割方法，其特征在于，所述氧化分割层依次贯穿P型半导体层和发光层与N型半导体层连接。
8.一种LED外延片的分割方法，其特征在于，包括：
在LED外延片的至少两个第一位置上涂覆保护层；
将涂覆保护层之后的所述LED外延片进行氧化处理以在第二位置形成氧化分割层以将所述LED外延片分割成至少两个LED芯片,所述第一位置与所述第二位置不重叠；
所述保护层的材料为氧化后可以阻止内部材料氧化且溶于酸性溶液的磷化铟。
9.一种如权利要求8所述LED外延片分割方法制备的LED外延片结构，其特征在于，包括：氧化分割层、电极层、P型半导体层、发光层、N型半导体层和基板，所述电极层、所述P型半导体层、所述发光层和所述N型半导体层依次堆叠，所述N型半导体层还堆叠在所述基板上，所述氧化分割层至少依次贯穿所述P型半导体层和所述发光层，所述氧化分割层用于将LED外延片分割成至少两个LED芯片，所述氧化分割层的材料至少包括P型半导体层的材料的氧化物和所述发光层的材料的氧化物。
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