本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种隐形切割led芯片及其制作方法。
背景技术：
led(lightemittingdiode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，正装led芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。
传统的芯片切割方式如金刚刀划片，砂轮刀锯切因其效率低，成品率不高已逐渐落伍，不能满足现代化生产的需要，目前激光切割方式正逐渐取代传统切割，成为目前主流切割方式。激光切割又分为表层切割和内部切割，即隐形切割。激光划片是一种新型的切割技术，它是随着激光技术的发展而兴起，它采用一定波长的激光聚焦在晶片表面或内部，在极短时间内释放大量的热量，使材料熔化甚至气化，配合激光头的移动或物件的移动，形成切割痕迹，实现切割的目的。
表层切割采用355nm或266nm紫外激光，切割深度一般在50μm以内，难以进一步加深。
隐形切割采用1064nm红外光或532nm绿光进行加工，激光作用于芯片内部某一深度，沿切割道形成激光划痕，即一个个间断的微小“爆炸点”。
中国专利文献cn103811602a公开的gan基led芯片制备方法提供了一种gan基led芯片的制备方法，包括如下步骤：1)提供蓝宝石衬底，其包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；2)在所述蓝宝石衬底的所述第一表面的一预设高度处进行隐形切割，使第一表面沿切割线产生微裂纹；3)在所述蓝宝石衬底的所述第一表面形成gan半导体层；4)在所述gan半导体层上形成透明导电层、n电极及p电极；5)从所述蓝宝石衬底的第二表面所在的一侧减薄所述蓝宝石衬底；以及6)进行裂片。这种方式容易产生2种不良后果：1)出现大量碎片，裂片率高，产出率低；2)无法劈开，或劈裂不良，良率低。
中国专利文献cn103000507b公开的一种中大尺寸芯片提高亮度和良率的制造方法，具体公开了一种采用背面隐形切割并且切割深度大于芯片厚度1/2的切割工艺，解决了因斜裂问题而导致良率偏低、亮度偏低等技术问题。由于切割位置接近芯片正面，崩裂的时候能有效减少切割位置与实际裂开位置的偏差。这种方式相对于切割深度小于芯片厚度1/2的切割工艺，所需激光功率较大，而激光功率较大，破坏蓝宝石晶格结构的面积随之增大，不利于芯片亮度的提高，且切割深度过深，容易产生芯片漏电问题。
中国专利文献cn103943744a一种能提高led光效的芯片加工方法，涉及光电技术领域。本发明芯片加工方法步骤为：①在器件上表面进行激光划片至衬底与外延片界面附近，形成沟槽；②采用高温酸液对沟槽进行腐蚀，获得期望的形貌；③采用隐形切割工艺在器件内部正对沟槽的位置形成内划痕；④以内划痕的位置进行裂片，分为各独立的发光二极管芯片。同现有技术相比，该中国专利文献所述方法同时采用高温侧壁腐蚀工艺与隐形切割工艺，能更大程度的提高led芯片的亮度。这种方式适用于衬底厚度较薄的芯片加工方式，对于衬底厚度＞150μm芯片加工，容易产生切割良率低问题。
中国专利文献cn105679891a公开了一种发光二极管芯片的制作方法，属于半导体技术领域。所述制作方法包括：在衬底的第一表面形成外延层，并在所述外延层上制作电极；减薄所述衬底；采用钻石刀对所述衬底进行划片，在所述衬底的第二表面形成v型缺口，所述衬底的第二表面为与所述衬底的第一表面相反的表面；在所述衬底的第二表面形成分布式布拉格反射镜；沿所述v型缺口对所述衬底的第二表面进行隐形切割，在所述衬底内形成裂缝；沿所述v型缺口对所述衬底的第一表面进行裂片，得到若干独立的发光二极管芯片。本发明整个劈裂过程没有使用激光，不会产生烧痕、碎屑等副产物进而吸收led芯片的出射光，提高led芯片的出光亮度。这种方式若应用于蓝宝石衬底，对钻石刀消耗大，效率低，切割后容易产生崩边、斜裂、双晶等外观问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种隐形切割led芯片的其制作方法，操作简单，防止芯片漏电，提高芯片良率，便于大规模量产。
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种隐形切割led芯片，结构简单，便于劈裂，能防止芯片漏电，提高芯片良率，可以用于大规模量产。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隐形切割led芯片的制作方法，包括：
提供衬底，其包括第一表面和第二表面；
在衬底的第一表面形成发光结构；
采用隐形激光切割方法在衬底的第二表面形成划痕；
沿着所述划痕对衬底和发光结构进行裂片，形成单颗led芯片；
用酸液对单颗led芯片的侧壁进行清洗，将单颗led芯片侧壁的残留物去除。
作为上述方案的改进，所述衬底的划痕深度大于衬底厚度的五分之一，且小于衬底厚度的三分之一。
作为上述方案的改进，所述衬底的厚度为50-300nm。
作为上述方案的改进，采用355nm-1064nm的激光对衬底的第二表面重复至少一次划片。
作为上述方案的改进，将激光单光点在衬底的第二表面并划2次。
作为上述方案的改进，所述酸液为盐酸和/或硝酸。
作为上述方案的改进，所述发光结构包括设于衬底第一表面的第一半导体层、设于第一半导体层上的有源层、设于有源层上的第二半导体层、贯穿第二半导体层和有源层并延伸至第一半导体层的孔洞、设置在孔洞内并与第一半导体层导电连接的第一电极、以及与第二半导体层导电连接的第二电极。
作为上述方案的改进，发光结构还包括依次设于第二半导体层上的电流阻挡层、透明导电层和绝缘层，其中，第二电极设于透明导电层上。
作为上述方案的改进，所述绝缘层还覆盖在孔洞的侧壁和裸露出来的第一半导体层上。
相应地，本发明还提供了一种隐形切割led芯片，包括：
衬底，其包括第一表面和第二表面；
设于衬底第一表面上的发光结构；
设于衬底第二表面上的划痕，所述划痕深度大于衬底厚度的五分之一，且小于衬底厚度的三分之一。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明提供了一种隐形切割led芯片的制作方法，包括：提供衬底，其包括第一表面和第二表面；在衬底的第一表面形成发光结构；采用隐形激光切割方法在衬底的第二表面形成划痕；沿着所述划痕对衬底和发光结构进行裂片，形成单颗led芯片；用酸液对单颗led芯片的侧壁进行清洗，将单颗led芯片侧壁的残留物去除，有效解决无切割道led芯片的漏电问题，提高芯片的良率，便于大规模量产。
2、所述衬底的划痕深度大于衬底厚度的五分之一，且小于衬底厚度的三分之一。当划痕深度小于衬底厚度五分之一时，深度太浅，难以沿着划痕来劈裂衬底和发光结构，不能形成单颗芯片；当划痕深度大于衬底厚度的三分之一时，划痕位置距离有源层的距离较近，激光会烧伤有源层，从而导致芯片漏电异常，降低芯片的良率。本发明的划痕深度既能防止有源层被烧伤，又能保证芯片被劈裂成单颗芯片，从而提高芯片的良率。
3、本发明通过对衬底的第二表面重复至少一次划片，从而增加划痕区域的应力，使应力聚集在划痕区域，裂片时，应力聚集区域的衬底更容易脱离，从而带动发光结构裂开，进而提高芯片的裂片良率。
附图说明
图1是本发明一种隐形切割led芯片的结构示意图；
图2是本发明一种隐形切割led芯片的制作流程图；
图3是本发明发光结构的制作流程图。
具体实施方式
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作进一步地详细描述。
参见图1，本发明提供的一种隐形切割led芯片，包括衬底10，其包括第一表面11和第二表面12，设于衬底10第一表面11上的发光结构，设于衬底10第二表面12上的划痕13，所述划痕13深度大于衬底10厚度的五分之一，且小于衬底10厚度的三分之一。
所述衬底10的材料可以为蓝宝石、碳化硅或硅，也可以为其他半导体材料，本实施例中的衬底优选为蓝宝石衬底。衬底10的第一表面11和第二表面12位于衬底10的相对两侧。
其中，衬底10的厚度对于芯片的亮度和后续的切割都起着重要的作用。
优选的，衬底10的厚度为50-300nm。
优选的，衬底10的厚度为100-200nm。
更佳的，衬底10的厚度为150nm。
所述发光结构包括设于衬底第一表面11的第一半导体层21、设于第一半导体层21上的有源层22、设于有源层22上的第二半导体层23、贯穿第二半导体层23和有源层22并延伸至第一半导体层21的孔洞24、设置在孔洞24内并与第一半导体层21导电连接的第一电极31、以及与第二半导体层23导电连接的第二电极32。
为了提高芯片的光电性能和良率，发光结构还包括依次设于第二半导体层23上的电流阻挡层24、透明导电层25和绝缘层26，其中，第二电极32设于透明导电层25上。
为了避免第二电极32的电流聚集注入到有源层22，所述电流阻挡层24位于第二电极32的正下方。
其中，所述绝缘层26覆盖在透明导电层25的表面。绝缘层26用于保护发光结构，使得第一电极31和第二电极32相互绝缘，避免芯片发生短路。优选的，绝缘层26覆盖在透明导电层25的表面、孔洞24的侧壁以及裸露出来的第一半导体层21的表面，进一步将第一电极31和第二电极32绝缘。优选的，所述绝缘层26由sio2或si3n4制成。
本发明采用隐形激光切割方法对衬底10的第二表面12，即衬底10的背面进行划片，从而形成划痕13，而不需要对芯片的发光结构进行刻蚀来形成切割道，即切割道的宽度为0，在芯片亮度不变的情况下，可以通过减少切割道来缩减芯片的面积，即，在同一个尺寸的led晶圆上能形成更多的led芯片，芯片颗粒数增加7-10％，从而提高产能，降低成本。或者，在同一尺寸的led晶圆上，不增加单颗芯片的数量，单颗芯片的尺寸不变，由于节省了切割道的面积，从而增加了有源层22的发光面积，即同样尺寸的单颗led芯片，亮度能提升1.5-3％。
为了提高芯片的切割良率，防止发光结构被烧伤，所述衬底10的划痕13深度大于衬底10厚度的五分之一，且小于衬底10厚度的三分之一。划痕深度是指隐形激光切割的位置到衬底10第二表面13的距离。当划痕13深度小于衬底10厚度五分之一时，深度太浅，难以沿着划痕来劈裂衬底10和发光结构，不能形成单颗芯片；当划痕13深度大于衬底10厚度的三分之一时，划痕13位置距离有源层22的距离较近，激光会烧伤有源层22，从而导致芯片漏电异常，降低芯片的良率，这也是目前隐形切割led芯片无法量产的重要原因。划痕的深度对led芯片的良率其中重要的作用，深度太浅，难以劈裂形成单颗芯片，深度太深，芯片容易漏电。优选的，所述衬底10的划痕13深度等于衬底10厚度的四分之一。优选的，所述划痕13的深度为27-53nm。
为了提高后续沿着划痕劈裂成单颗led芯片的良率，采用355nm-1064nm的激光对衬底的第二表面重复至少一次划片。由于本发明为了防止激光将有源层烧伤，将划痕的深度变浅，因此本发明通过对衬底的第二表面重复至少一次划片，从而增加划痕区域的应力，使应力聚集在划痕区域，裂片时，应力聚集区域的衬底更容易脱离，从而带动发光结构裂开，进而提高芯片的裂片良率。优选的，重复一次划片，即将激光单光点在衬底的第二表面并划2次。
图2是本发明一种隐形切割led芯片的制作流程图，本发明提供的一种隐形切割led芯片的制作方法，包括以下步骤：
s101、提供衬底，其包括第一表面和第二表面。
所述衬底的材料可以为蓝宝石、碳化硅或硅，也可以为其他半导体材料，本实施例中的衬底优选为蓝宝石衬底。衬底的第一表面和第二表面位于衬底的相对两侧。
其中，衬底的厚度对于芯片的亮度和后续的切割都起着重要的作用。
优选的，衬底的厚度为50-300nm。
优选的，衬底的厚度为100-200nm。
更佳的，衬底的厚度为150nm。
s102、在衬底的第一表面形成发光结构。
所述发光结构包括设于衬底第一表面的第一半导体层、设于第一半导体层上的有源层、设于有源层上的第二半导体层、贯穿第二半导体层和有源层并延伸至第一半导体层的孔洞、设置在孔洞内并与第一半导体层导电连接的第一电极、以及与第二半导体层导电连接的第二电极。
为了提高芯片的光电性能和良率，发光结构还包括依次设于第二半导体层上的电流阻挡层、透明导电层和绝缘层，其中，第二电极设于透明导电层上。
图3是本发明发光结构的制作流程图，形成发光结构包括以下步骤：
s201、在衬底的第一表面形成外延层，所述外延层包括依次设于衬底上的第一半导体层、有源层和第二半导体层。
具体的，本申请实施例提供的第一半导体层和第二半导体层均为氮化镓基半导体层，有源层为氮化镓基有源层；此外，本申请实施例提供的第一半导体层、第二半导体层和有源层的材质还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。
其中，第一半导体层可以为n型半导体层，则第二半导体层为p型半导体层；或者，第一半导体层为p型半导体层，而第二半导体层为n型半导体层，对于第一半导体层和第二半导体层的导电类型，需要根据实际应用进行设计，对此本申请不做具体限制。
需要说明的是，在本申请的其他实施例中，所述衬底与所述外延层之间设有缓存冲层(图中未示出)。
s202、对所述外延层进行刻蚀，形成刻蚀至第一半导体层的孔洞。
具体的，采用光刻胶或sio2作为掩膜，并采用电感耦合等离子体刻蚀工艺或反应离子刻蚀刻蚀工艺对所述外延层进行刻蚀，形成贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层的孔洞。
现有的方法是采用电感耦合等离子体刻蚀工艺或反应离子刻蚀刻蚀工艺对所述外延层进行刻蚀，贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层，将所述第一半导体层裸露出来，从而形成裸露区域。其中，裸露区域用于形成第一电极，还用作为切割道。
本发明通过形成孔洞来将第一半导体层裸露出来，用于形成第一电极，从而节省了切割道的面积，在芯片亮度不变的情况下，缩减了芯片的面积，即，在同一个尺寸的led晶圆上能形成更多的led芯片，芯片颗粒数增加7-10％，从而提高产能，降低成本。或者，在同一尺寸的led晶圆上，不增加单颗芯片的数量，单颗芯片的尺寸不变，由于节省了切割道的面积，从而增加了有源层的发光面积，即同样尺寸的单颗led芯片，亮度能提升1.5-3％。
s203、在第二半导体上形成电流阻挡层。
为了避免第二电极的电流聚集注入到有源层，所述电流阻挡层位于第二电极的正下方。优选的，电流阻挡层由sio2和/或si3n4制成。
s204、在第二半导体层和电流阻挡层上形成透明导电层。
采用光刻胶或sio2作为掩膜，采用电子束蒸发工艺在所述第二半导体层和电流阻挡层的表面蒸镀一层透明导电层。其中，蒸镀温度为0-300℃，氧气流量为5-30sccm，蒸镀腔体真空度为3.0-10.0e-5，蒸镀时间为100-300min。当蒸镀温度低于0℃时，透明导电层无法获取足够的能量进行迁移，形成的透明导电层质量较差，缺陷多；当蒸镀温度高于300℃时，温度过高，薄膜能量过大不易于在外延层上沉积，沉积速率变慢，效率降低。氧气流量小于5sccm时，氧气流量过低，透明导电层氧化不充分，薄膜质量不佳，氧气流量大于30sccm时，氧气流量太大，透明导电层过度氧化，膜层缺陷密度增加。蒸镀时间小于100min时，薄膜需要较高的沉积速率才能达到所需厚度，沉积速率太快，原子来不及迁移，因此薄膜生长质量较差，缺陷多。优选的，蒸镀温度为290℃，氧气流量为10sccm，蒸镀腔体真空度为3.0*10-5-10.0*10-5。
其中，所述透明导电层的材质为铟锡氧化物，但不限于此。铟锡氧化物中铟和锡的比例为70-99:1-30。优选的，铟锡氧化物中铟和锡的比例为95:5。这样有利提高透明导电层的导电能力，防止载流子聚集在一起，还提高芯片的出光效率。
s205、在透明导电层上形成绝缘层。
采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺，在所述透明导电层表面形成绝缘层。其中，所述绝缘层覆盖在透明导电层的表面。绝缘层用于保护发光结构，使得第一电极和第二电极相互绝缘，避免芯片发生短路。优选的，绝缘层覆盖在透明导电层的表面、孔洞的侧壁以及裸露出来的第一半导体层表面，进一步将第一电极和第二电极绝缘。优选的，所述绝缘层由sio2和/或si3n4制成。
s206、对绝缘层进行刻蚀，将第一半导体层和透明导电层裸露出来，在裸露出来的第一半导体层上形成第一电极，在裸露出来的透明导电层上形成第二电极。
采用湿法或干法刻蚀工艺对绝缘层进行刻蚀，将位于电流阻挡层上方的透明导电层裸露出来，将孔洞内的第一半导体层裸露出来。
采用电子束蒸镀、热蒸镀或磁控溅射工艺在裸露出来的第一半导体层上沉积金属，形成第一电极，在裸露出来的透明导电层上沉积金属，形成第二电极。其中，第一电极和第二电极均由cr、al、ni、ti、pt和au中的一种或几种金属制成。
s103、采用隐形激光切割方法在衬底的第二表面形成划痕。
本发明采用隐形激光切割方法对衬底的第二表面，即衬底的背面进行划片，从而形成划痕，而不需要对芯片的发光结构进行刻蚀来形成切割道，即切割道的宽度为0，在芯片亮度不变的情况下，可以通过减少切割道来缩减芯片的面积，即，在同一个尺寸的led晶圆上能形成更多的led芯片，芯片颗粒数增加7-10％，从而提高产能，降低成本。或者，在同一尺寸的led晶圆上，不增加单颗芯片的数量，单颗芯片的尺寸不变，由于节省了切割道的面积，从而增加了有源层的发光面积，即同样尺寸的单颗led芯片，亮度能提升1.5-3％。
为了提高芯片的切割良率，防止发光结构被烧伤，所述衬底的划痕深度大于衬底厚度的五分之一，且小于衬底厚度的三分之一。划痕深度是指隐形激光切割的位置到衬底第二表面的距离。当划痕深度小于衬底厚度五分之一时，深度太浅，难以沿着划痕来劈裂衬底和发光结构，不能形成单颗芯片；当划痕深度大于衬底厚度的三分之一时，划痕位置距离有源层的距离较近，激光会烧伤有源层，从而导致芯片漏电异常，降低芯片的良率，这也是目前隐形切割led芯片无法量产的重要原因。划痕的深度对led芯片的良率其中重要的作用，深度太浅，难以劈裂形成单颗芯片，深度太深，芯片容易漏电。优选的，所述衬底的划痕深度等于衬底厚度的四分之一。
为了提高后续沿着划痕劈裂成单颗led芯片的良率，采用355nm-1064nm的激光对衬底的第二表面重复至少一次划片。由于本发明为了防止激光将有源层烧伤，将划痕的深度变浅，因此本发明通过对衬底的第二表面重复至少一次划片，从而增加划痕区域的应力，使应力聚集在划痕区域，裂片时，应力聚集区域的衬底更容易脱离，从而带动发光结构裂开，进而提高芯片的裂片良率。优选的，重复一次划片，即将激光单光点在衬底的第二表面并划2次。
s104、沿着所述划痕对衬底和发光结构进行裂片，形成单颗led芯片。
采用裂片机沿着所述划痕对衬底和发光结构进行裂片，形成单颗led芯片。或者，采用劈刀沿着所述划痕对衬底和发光结构进行裂片，形成单颗led芯片。
s105、用酸液对单颗led芯片的侧壁进行清洗，将单颗led芯片侧壁的残留物去除。
现有的隐形切割工艺，切割后能够制作出外观正常的led芯片颗粒，但芯片的漏电率极大，漏电率一般在30-70％之间，从而造成良率低，这也是目前隐形切割led芯片无法量产的另一重要原因。
芯片在劈裂时，由于震动大，相邻的芯片之间会发生瞬间上下错位，芯片之间互相摩擦，造成裸露在外的透明导电层、第二半导体层刮擦到相邻芯片的有源层，并残留部分透明导电层、第二半导体层在有源层上面，从而使第一半导体成和第二半导体层导通，造成芯片漏电。
现有的led芯片，由于设有切割道，刻蚀形成切割道后透明导电层内缩，且由绝缘层保护，因此不容易发生漏电。本发明的芯片无切割道，因此芯片侧面的透明导电层和第二半导体层直接裸露出来，如何解决切割后芯片漏电问题，对隐形切割led芯片的量产起着重要的作用。
本发明采用酸液对单颗led芯片的侧壁进行清洗，将单颗led芯片侧壁的残留物去除，有效解决无切割道led芯片的漏电问题。
优选的，所述酸液为盐酸和/或硝酸。由于盐酸和硝酸在芯片的制作过程中会经常使用，因此，本发明采用盐酸和硝酸对芯片的侧壁进行清洗，只是将残留物去除，不会损伤芯片。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。