具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法
【专利摘要】本发明公开了一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法，属于发光二极管领域。所述方法包括：在需返工的发光二极管LED外延片的正面匀一层光刻胶，所述需返工的LED外延片的背面设有分布式布拉格反射镜DBR膜层；采用反应等离子刻蚀RIE的方法去除所述DBR膜层，其中，刻蚀功率为400～700W，刻蚀压力为20～30mtorr，刻蚀温度为0～10℃，刻蚀厚度大于所述DBR膜层的厚度，刻蚀气体为50～80sccm的CHF3和O2；采用有机溶剂去除所述光刻胶；在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层。本发明通过采用RIE的方法去除在需返工的LED外延片的背面的DBR膜层，由于RIE的方法是采用气体刻蚀，因此避免了LED外延片因为研磨发生的破碎现象，避免带来的成本损失。
【专利说明】具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)领域,特别涉及一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法。
【背景技术】
[0002]随着LED外延和芯片技术的日趋成熟，通过在LED外延片的背面蒸镀分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Ref lection,简称DBR)来提高大功率芯片的出光效率的方法，已成为各LED芯片制造商重视的工序。
[0003]在实际批量性生产过程中，减薄工序后需将LED外延片下蜡清洗。由于在清洗过程中往往存在有机颗粒清洗未净，导致将清洗后的LED外延片蒸镀DBR后，蒸镀的DBR膜层出现大面积脏污。针对这种DBR膜层脏污的产品，需要进行返工。传统的返工方法是先通过研磨的方式去除脏污的DBR膜层，然后再在LED外延片的背面蒸镀一层DBR。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:当通过研磨的方式去除4英寸外延片上脏污的DBR膜层时，由于4英寸外延片比两英寸外延片的翘曲度大，因此在研磨过程中极易发生破碎，导致外延片直接报废，为制造商带来成本损失。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技 术的问题，本发明实施例提供了一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法。所述技术方案如下:
[0006]本发明提供了一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法，所述方法包括:
[0007]在需返工的发光二极管LED外延片的正面匀一层光刻胶，所述需返工的LED外延片的背面设有分布式布拉格反射镜DBR膜层；
[0008]采用反应等离子刻蚀RIE的方法去除所述DBR膜层，其中，刻蚀功率为400~700W，刻蚀压力为20~30mtorr，刻蚀温度为O~10°C，刻蚀厚度大于所述DBR膜层的厚度，刻蚀气体为50~80sccm的CHF3和O2 ；
[0009]采用有机溶剂去除所述光刻胶；
[0010]在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层。
[0011]可选地，所述有机溶剂的成分包括N-甲基吡咯烷酮。
[0012]可选地，所述光刻胶的厚度在5~lOum。
[0013]可选地，所述在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层之前，所述方法还包括:
[0014]用显微镜检查去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的正面是否存在脏污、以及背面的DBR膜层是否刻蚀干净。
[0015]可选地，所述在需返工的发光二极管LED外延片的正面匀一层光刻胶，包括:
[0016]将所述需返工的LED外延片固定在支撑件上；[0017]使所述支撑件带动所述需返工的LED外延片进行转动，并采用手动匀胶的方式，在转动的所述需返工的LED外延片的正面匀一层所述光刻胶。
[0018]可选地，所述在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层，包括:
[0019]将去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片放入光学镀膜机，采用电子束的方式交替蒸发五氧化三钛和二氧化硅，使在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面形成由所述五氧化三钛和所述二氧化硅组成的DBR膜层。
[0020]可选地，所述方法还包括:
[0021]使用紫外分光光度计，按照预定规则测试在所述需返工的LED外延片的背面蒸镀的DBR膜层的反射率。
[0022]可选地，所述预定规则包括:
[0023]在所述需返工的LED外延片的背面蒸镀的DBR膜层上，选择9个不同位置；
[0024]分别测试选择出的9个不同位置中每个位置相对于Ag的相对反射率。
[0025]可选地，所述方法还包括:
[0026]将蒸镀所述DBR膜层后的需返工的LED外延片划裂为LED芯片；
[0027]使用推晶的方 式，测试所述LED芯片的背面的DBR膜层的粘附性。
[0028]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0029]通过在需返工的LED外延片的正面匀一层光刻胶，并采用RIE的方法去除在需返工的LED外延片的背面的DBR膜层，由于RIE的方法是采用气体刻蚀，因此避免了 LED外延片因为研磨发生的破碎现象，避免带来的成本损失，节约了制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0031]图1是本发明实施例提供的LED外延片的结构示意图；
[0032]图2是本发明实施例提供的一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法的流程图；
[0033]图3是本发明实施例提供的一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法的又一流程图；
[0034]图4是本发明实施例提供的返工的LED外延片的背面蒸镀的DBR膜层的光谱示意图。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0036]首先简单介绍本发明实施例中的LED外延片的结构，参见图1，LED外延片包括衬底10和在衬底10上生长的外延层20。在本实施例中，LED外延片的背面101为衬底10的底面，LED外延片的正面102为与LED外延片的背面101相对的一面，即外延层20的表面。DBR膜层30蒸镀在LED外延片的背面101上。衬底10可以是蓝宝石衬底(其成分是AL2O3X此外，该LED外延片的尺寸可以是两英寸，也可以是4英寸，本发明对此不做限制。
[0037]实施例一
[0038]本发明实施例提供了一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法，参见图2，该方法包括:
[0039]步骤101:在需返工的LED外延片的正面匀一层光刻胶。
[0040]其中，该需返工的LED外延片的背面设有DBR膜层，该DBR膜层出现脏污。
[0041]步骤102:采用反应等离子刻蚀(Reactive 1n Etching,简称RIE)的方法去除DBR膜层。
[0042]其中，刻蚀功率为400~700W，刻蚀压力为20~30mtorr，刻蚀温度为O~10°C，刻蚀厚度大于DBR膜层的厚度，刻蚀气体为50~80SCCm的CHF3和02。
[0043]步骤103:采用有机溶剂去除光刻胶。
[0044]步骤104:在去除光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层。
[0045]作为本实施例 的可选方式，可以使用光学镀膜机在需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层。
[0046]本发明实施例通过在需返工的LED外延片的正面匀一层光刻胶，并采用RIE的方法去除在需返工的LED外延片的背面的DBR膜层，由于RIE的方法是采用气体刻蚀，因此避免了 LED外延片因为研磨发生的破碎现象，避免带来的成本损失，节约了制造成本。
[0047]实施例二
[0048]本发明实施例提供了一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法，参见图3，方法流程包括:
[0049]步骤201:在需返工的LED外延片的正面匀一层光刻胶。
[0050]其中，该需返工的LED外延片的背面设有DBR膜层，该DBR膜层出现脏污。
[0051]作为本实施例的可选方式，光刻胶的厚度可以是5um~lOum。
[0052]先将需返工的LED外延片固定在支撑件上，并使支撑件带动LED外延片进行转动，转速可以在800rpm。然后采用手动匀胶的方式，在转动的需返工的LED外延片的正面匀一层光刻胶。
[0053]步骤202:采用RIE的方法去除该DBR膜层。
[0054]其中，刻蚀功率为400~700W，刻蚀压力为20~30mtorr，刻蚀温度为O~10°C，刻蚀厚度大于DBR膜层的厚度，刻蚀气体为50~80SCCm的CHF3和02。
[0055]刻蚀厚度可以根据刻蚀速率和刻蚀时间计算得到。当RIE的刻蚀速率一定时，可以通过调整刻蚀时间来获取需要的刻蚀厚度。
[0056]在本实施例中，刻蚀厚度大于DBR膜层的厚度，这样能够保证LED外延片的背面的DBR膜层完全去除。同时，将刻蚀气体选择为CHF3和02，不光能够去除DBR膜层，而且CHF3和O2均不会刻蚀成分为AL2O3的蓝宝石衬底。
[0057]可以采用牛津RIE刻蚀机进行RIE刻蚀。
[0058]步骤203:采用有机溶剂去除光刻胶。
[0059]作为本实施例的可选方式，该有机溶剂的成分包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)。[0060]需要说明的是，有机溶剂的种类有很多，并不是任意的有机溶剂适用本实施例。在步骤202的RIE中，LED外延片的正面的光刻胶在高刻蚀温度的影响下，将发生碳化。碳化后的光刻胶非常难以去除，只有选择合适的有机溶剂才能去除经过RIE的光刻胶。同时，在采用有机溶剂去除光刻胶时，有机溶剂有可能会污染LED外延片的正面外延层上的金属电极，从而影响LED芯片外观和光电性能，也只有选择合适的有机溶剂才能保护LED外延片的正面的外延层。本实例选择包括NMP成分的有机溶剂去除光刻胶，不光能成功去除碳化后的光刻胶，还能保护LED外延片的正面外延层上的金属电极不被有机溶剂污染。
[0061]步骤204:用显微镜检查去除光刻胶后的需返工的LED外延片的正面是否存在脏污、以及背面的DBR膜层是否刻蚀干净。
[0062]可以用金相显微镜检查去除光刻胶后的需返工的LED外延片的背面的DBR膜层是否刻蚀干净，检查去除光刻胶后的需返工的LED外延片的正面是否存在脏污。
[0063]当去除光刻胶后的需返工的LED外延片的正面未存在脏污和去除光刻胶后的需返工的LED外延片的背面的DBR膜层刻蚀干净时，执行步骤205。
[0064]步骤205:在去除光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层。
[0065]作为本实施例的可选方式，可以使用光学镀膜机在需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层。
[0066]其中，本步骤205包括:将去除光刻胶后的需返工的LED外延片放入光学镀膜机，米用电子束(E-beam)的方式交替蒸发五氧化三钛和二氧化娃,使在去除光刻胶后的需返工的LED外延片的背面形成 由五氧化三钛和二氧化硅组成的DBR膜层。五氧化三钛膜具有高折射率，二氧化硅膜具有低折射率，两者交替组合成DBR。
[0067]步骤206:使用紫外分光光度计，按照预定规则测试在需返工的LED外延片的背面蒸镀的DBR膜层的反射率。
[0068]其中，该预定规则包括，在需返工的LED外延片的背面蒸镀的DBR膜层上，选择9个不同位置；分别测试选择出的9个不同位置中每个位置相对于Ag的相对反射率。
[0069]其中，若在420nm — 620nm波长范围内的相对反射率大于105，则表示其绝对反射率大于97%。图4示出了采用本实施例提供的返工方法返工的一片4英寸LED外延片的DBR膜层的光谱图，可以看见，9个不同位置(每一条黑线对应一个位置)在420nm — 620nm波长范围内的相对反射率(相对于Ag)均大于105，说明该片LED外延片的DBR膜层在不同位置的相对反射率的拟合度较好，该片LED外延片的DBR膜层的良率较高。
[0070]步骤207:将蒸镀DBR膜层后的需返工的LED外延片划裂为LED芯片；使用推晶的方式，测试LED芯片的背面的DBR膜层的粘附性。
[0071]其中，DBR膜层的粘附性的测试包括，将LED芯片固定在支架上，用一定的推力将其推落，若LED芯片的DBR膜层未脱落，则表明DBR膜层的粘附性较好。经过实践表明，采用本实施例提供的返工方法返工的LED外延片的DBR膜层的粘附性均比较好。
[0072]本发明实施例通过在需返工的LED外延片的正面匀一层光刻胶，并采用RIE的方法去除在需返工的LED外延片的背面的DBR膜层，由于RIE的方法是采用气体刻蚀，因此避免了 LED外延片因为研磨发生的破碎现象，避免带来的成本损失，节约了制造成本。
[0073]上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0074]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任 何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具备分布式布拉格反射镜的发光二极管外延片的返工方法，其特征在于，所述方法包括: 在需返工的发光二极管LED外延片的正面匀一层光刻胶，所述需返工的LED外延片的背面设有分布式布拉格反射镜DBR膜层； 采用反应等离子刻蚀RIE的方法去除所述DBR膜层，其中，刻蚀功率为400~700W，刻蚀压力为20~30mtorr，刻蚀温度为O~10°C，刻蚀厚度大于所述DBR膜层的厚度，刻蚀气体为50~8Osccm的CHF3和O2 ； 采用有机溶剂去除所述光刻胶； 在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂的成分包括N-甲基吡咯烷酮。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光刻胶的厚度在5~lOum。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层之前，所述方法还包括: 用显微镜检查去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的正面是否存在脏污、以及背面的DBR膜层是否刻蚀 净。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在需返工的发光二极管LED外延片的正面匀一层光刻胶，包括: 将所述需返工的LED外延片固定在支撑件上； 使所述支撑件带动所述需返工的LED外延片进行转动，并采用手动匀胶的方式，在转动的所述需返工的LED外延片的正面匀一层所述光刻胶。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面蒸镀DBR膜层，包括: 将去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片放入光学镀膜机，采用电子束的方式交替蒸发五氧化三钛和二氧化硅，使在去除所述光刻胶后的需返工的LED外延片的背面形成由所述五氧化三钛和所述二氧化硅组成的DBR膜层。
7.根据权利要求1~6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 使用紫外分光光度计，按照预定规则测试在所述需返工的LED外延片的背面蒸镀的DBR膜层的反射率。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预定规则包括: 在所述需返工的LED外延片的背面蒸镀的DBR膜层上，选择9个不同位置； 分别测试选择出的9个不同位置中每个位置相对于Ag的相对反射率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将蒸镀所述DBR膜层后的需返工的LED外延片划裂为LED芯片； 使用推晶的方式，测试所述LED芯片的背面的DBR膜层的粘附性。
【文档编号】H01L33/46GK104022206SQ201410177932
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】周武, 胡根水 申请人:华灿光电(苏州）有限公司