专利名称：Led芯片的加工方法
技术领域：
本发明的技术领域是半导体技术领域，是关于LED芯片的生产技术。
背景技术：
在蓝光LED芯片生产中广泛使用的蓝宝石(Al2O3)衬底有很多优点1、生产技术成 熟，器件质量较好；2、高温稳定性好，能够运用在高温生长过程中；3、机械强度高，易于处 理和清洗。因此，大多数工艺都以蓝宝石为衬底。但是，蓝宝石衬底的硬度很高，现有技术 条件下，将其厚度从400 μ m减薄到100 μ m左右时，由于精度要求高，为了避免破裂，因此减 薄工艺很复杂，成本很高。
发明内容
一种LED芯片的制造方法，此方法可大大降低LED芯片的制造成本，同时提高其生
产效率。现有技术的描述
现有工艺是在400 μ m厚度的蓝宝石衬底1上生长N-型氮化物半导体层2，然后是发 光层3，再在发光层3上生长P-型氮化物半导体层4，上述三层合称为LED动作层。待上述 LED动作层生长完成后，再将蓝宝石减薄成100 μ m厚度的衬底5。由于蓝宝石材料本身十 分昂贵，而且硬度很高，造成减薄需要大量的工时，制造成本非常高。新技术的描述
本发明在现有技术的基础上，改选80 μ m厚度蓝宝石衬底6，取消了把衬底1减薄成衬 底5的工序；同时，增加一个新的工序，即在衬底6上生长LED动作层的背面，生长一层大约 5 μ m厚的Al2O3薄膜7，或是交替生长高低折射率材料的多层薄膜，从而对应反射LED发 射波长，提高LED的发光效率。本发明在工艺上一减一增，大大节约了蓝宝石衬底材料成本 和减薄工艺的成本。
图1是现有技术的LED毛片示意图(衬底减薄前)； 图中1是厚度为400 μ m蓝宝石衬底；
图中2是N-型半导体层； 图中3是发光层； 图中4是P-型半导体层。图2是现有技术的LED毛片示意图(衬底减薄后)； 图中5是厚度为100 μ m蓝宝石衬底。图3是本发明工艺示意图(步骤一)； 图中6是厚度为80 μ m蓝宝石衬底； 图中7是Al2O3薄膜。
图4是本发明工艺示意图(步骤二)。
具体实施例实施例1
蓝宝石衬底的厚度为80 μ m,在衬底生长LED动作层的背面，利用磁控溅射技术，溅射 约5 μ m厚度的Al2O3薄膜，由于Al2O3薄膜的压应力，使得蓝宝石衬底具有一定弯曲度，这个 弯曲的量，根据正面生长LED动作层的应力而定，使之正反两面的应力大致保持平衡，所以 溅射Al2O3薄膜时，要微调Al2O3的各种参数，如气压，速率和厚度。一个良好的参数为压 力为0. 5Pa,速率为0. 5nm/s,厚度为4. 5 μ m。背面完成后，再在正面生长LED动作层，由于 正反两面的应力平衡，所以不会出现翘曲的状况。在把LED毛片切割成小片的时候，可顺利 切成与表面垂直形状。实施例2
蓝宝石衬底的厚度为80 μ m,先在其生长LED动作层的背面，交替生长Al2O3和SiO2多 层薄膜。Al2O3^SiO2的薄膜的厚度分别为波长465nm的1/4 λ光学厚度，多层薄膜的总厚度 大约为5 μ m,然后再在其正面衬底上生长LED动作层。这样的目的是使得正面的LED动作 层生长完成后，两面的应力保持大致的平衡，而不会翘曲，从而在切割作业时，可以顺利切 出与表面垂直形状的小片。
权利要求
1.一种LED芯片的制造工艺。
2.根据权利要求1所述的LED芯片的制造工艺，其特征在于衬底材料是蓝宝石 (Al2O3)'也可以是 SiC, Si, GaP，GaAs, InP，AlN 或 ZnO。
3.根据权利要求2所述的衬底材料，其特征在于没有了衬底减薄的工艺，增加了在 LED动作层背面生长薄膜的应力平衡工艺，由于应力保持平衡而使LED毛片在切片时不发 生翘曲。
4.根据权利要求3所述应力平衡工艺，其特征在于衬底上LED动作层的背面生长的 薄膜，可在LED动作层生长之前生长，也可在LED动作层生长之后生长。
5.根据权利要求3所述衬底上LED动作层的背面生长的薄膜，其特征在于所述的薄 膜可以是一层Al2O3薄膜，可以是Si薄膜，也可以是Al203/Si02交替生长的多层薄膜。
6.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底和要求3所述衬底上LED动作层背面生长的薄 膜，其特征在于所述的薄膜可以是SiC薄膜，缓冲层的材料可以是A1N，GaN和SiO，由于 SiC材料具有良好的导热性能，以缓解LED芯片的发热问题。
7.根据权利要求3所述的衬底LED动作层背面生长的薄膜，其特征在于所述薄膜的 生长方法可以是磁控溅射法，离子束溅射法，电子束蒸发法，离子辅助沉积法，MOCVD等。
8.根据权利要求5所述的Al203/Si02#层薄膜，其特征在于它也可以是&02/Si02， Ti02/Si02, Ta205/Si02, Hf02/Si02 ^ Nb205/Si02等交替生长的多层薄膜以提高LED的发光亮 度。
全文摘要
本发明属于半导体技术领域,是关于LED芯片的加工方法。LED芯片常使用蓝宝石等材料作为衬底，现有工艺中衬底的减薄工序十分复杂和昂贵。本发明选用较薄厚度的衬底，增加一个新的工序，在LED动作层背面生长一层或多层薄膜的应力平衡层，取消减薄工序，使LED圆片在生产过程中由于正反两面应力保持平衡而不翘曲，保证后续工艺正常进行，在芯片切割时，也可顺利裂出与表面垂直的形状，以达到降低生产成本，提高芯片成品率和生产效率的作用。
文档编号H01L33/00GK102005521SQ201010545608
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者王卫国, 王明利 申请人:王卫国, 王明利