专利名称：发光二极管芯片的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管芯片的制备方法。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一种可将电流转换成特定波长范围 的光的半导体器件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动 简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。以GaN及hGalAIGaN为主 的III V族金属氮化物材料(又称氮化镓基材料)是近几年来国际上倍受重视的新型半导 体材料。该类材料也是目前制备短波长半导体光电子器件和高频、高压、高温微电子器件时 较为优选的材料。目前，氮化镓基LED普遍采用蓝宝石作为衬底，通过异质外延的方法制备。然而， 由于蓝宝石衬底的导电、导热性能较差，不适合直接作为LED芯片的基体。因此，如何将氮 化镓基外延膜从蓝宝石衬底上剥离，并进一步转移到另一高导热导电基体上成了制备大功 率氮化镓基LED的关键。激光剥离方法(LLO，Laser Lift-off)是采用紫外光波段的激光 透过蓝宝石衬底辐照样品，使蓝宝石/氮化镓界面的氮化镓发生热分解而生成氮气与金属 镓的残留物，以实现蓝宝石衬底与氮化镓分离的方法。然而，在激光剥离过程中，激光照射瞬间所产生的气体会对作用区域产生较强的 冲击力，该冲击力将会使周围芯片发生变形翘曲，甚至出现裂纹，由此导致芯片良率较低。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种良率较高的发光二极管芯片的制备方法。一种发光二极管芯片的制备方法，包括如下步骤提供一蓝宝石基板；在蓝宝石 基板上形成氮化镓基外延膜；在氮化镓基外延膜表面蚀刻出多条排气道，以将氮化镓基外 延膜分隔成多个单元器件；在氮化镓基外延膜表面形成一反射层；将反射层粘接于一导电 基板；使用激光剥离方法将氮化镓基外延膜与蓝宝石基板分离，并使剥离时产生的气体从 多条排气道泄出；以及沿排气道切割导热基板，以获取独立的发光二极管芯片。由于在氮化镓基外延膜表面蚀刻出了多条排气道，使用激光剥离方法将氮化镓基 外延膜与蓝宝石层分离时，产生的气体可以从多条排气道中泄出，从而降低气体对氮化镓 基外延膜的冲击力，降低芯片出现变形、裂纹的可能，提高了芯片的良率。
图1是本发明实施例的发光二极管芯片的制备流程图。图2至图7是本发明实施例的发光二极管芯片的制备过程中每个步骤的截面示意 图。图8是本发明实施例的发光二极管芯片的制备过程中蚀刻步骤的平面示意图。图9是本发明实施例的发光二极管芯片的制备过程中激光剥离时的平面示意图。
主要元件符号说明
权利要求
1.一种发光二极管芯片的制备方法，包括如下步骤提供一蓝宝石基板；在该蓝宝石基板上形成氮化镓基外延膜；在该氮化镓基外延膜表面蚀刻出多条排气道，以将该氮化镓基外延膜分隔成多个单元 器件；在该氮化镓基外延膜表面形成一反射层；将该反射层粘接于一导电基板；使用激光剥离方法将该氮化镓基外延膜与该蓝宝石基板分离，并使剥离时产生的气体 从该多条排气道泄出；以及沿该排气道切割该导热基板，以获取独立的发光二极管芯片。
2.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于在该蓝宝石基板上 形成氮化镓基外延膜的步骤为采用金属有机化学气相沉积方法在该蓝宝石基板上依次层 叠设置P型半导体层、活性层及η型半导体层，该ρ型半导体层、该活性层及该η型半导体 层共同构成该氮化镓基外延膜。
3.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于在该氮化镓基外延 膜表面形成一反射层的步骤为采用等离子体化学气相沉积方法在该氮化镓基外延膜表面 沉积一层反射层。
4.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于在该氮化镓基外延 膜表面蚀刻出多条排气道，以将该氮化镓基外延膜分隔成多个单元器件的步骤为采用感应 耦合等离子体方法在该氮化镓基外延膜表面蚀刻出该多条排气道。
5.如权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于在该氮化镓基外延 膜表面蚀刻出多条排气道，以将该氮化镓基外延膜分隔成多个单元器件的步骤中，该多条 排气道将该氮化镓基外延膜分隔成位于该氮化镓基外延膜中部的器件预留区和位于该该 氮化镓基外延膜边缘的剥离牺牲区，该多个单元器件由该器件预留区被该多条排气道分隔 而成。
6.如权利要求5所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于该多个单元器件的 形状相同，该多个单元器件沿该排气道的延伸方向整齐排列。
7.如权利要求6所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于使用激光剥离技术 方法将该氮化镓基外延膜与该蓝宝石层分离的步骤中，所使用的激光束照射在该氮化镓基 外延膜上形成的光斑的形状与每个单元器件的形状相同，且该光斑的尺寸大于等于该每个 单元器件的尺寸。
8.如权利要求7所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于使用激光剥离技术 方法将该氮化镓基外延膜与该蓝宝石层分离的步骤包括如下分步骤(a)使最初的光斑出现在该剥离牺牲区，并与一列单元器件相邻；(b)使该最初的光斑沿直线移动，逐渐进入该器件预留区并依次扫描该列单元器件的 每个单元器件；(c)当该光斑穿过该器件预留区而移动到该氮化镓基外延膜边缘时，停止发射激光束；(d)使新的光斑出现在该剥离牺牲区，并使新的光斑与另一列单元器件相邻，该另一列单元器件与扫描过的该列单元器件相邻；(e)重复步骤(b)至步骤(d)，直至所有的单元器件都被扫描。
9.如权利要求8所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于该光斑移动时，将至 少一个该单元器件完全覆盖。
10.如权利要求8所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于该最初的光斑部分 位于该氮化镓基外延膜的外侧。
全文摘要
一种发光二极管芯片的制备方法，包括如下步骤提供一蓝宝石基板；在蓝宝石基板上形成氮化镓基外延膜；在氮化镓基外延膜表面蚀刻出多条排气道，以将氮化镓基外延膜分隔成多个单元器件；在氮化镓基外延膜表面形成一反射层；将反射层粘接于一导电基板；使用激光剥离方法将氮化镓基外延膜与蓝宝石基板分离，并使剥离时产生的气体从多条排气道泄出；以及沿排气道切割导热基板，以获取独立的发光二极管芯片。使用上述方法制得之发光二极管芯片的良率较高。
文档编号H01L21/78GK102117769SQ20091031274
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者赖志成 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司