[发明专利]一种倒金字塔形结构LED芯片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及GaN基半导体发光器件的制造方法，尤其是一种倒金字塔形结构LED芯片的制备方法。

背景技术

随着氮化镓基化合物发光二极管（LED）在显示和照明领域的广泛应用，客观上对LED需求数量呈现几何级数增加，这样对LED的亮度提出了更高的要求。    

众所周知，倒金字塔结构的LED芯片能够大大提高芯片正面的发光效率，目前，制备倒金字塔结构的LED芯片有用切片刀具切割的方法制备，也有利用化学腐蚀的方法直接腐蚀出倒金字塔结构。但是，GaN基LED芯片衬底材料为蓝宝石，硬度较高，化学性质稳定，机械加工中，对刀具的磨损和昂贵的金刚石刀具限制了机械加工的使用。化学腐蚀的方法不易控制倒金字塔结构的倾斜角度，而且在与目前的工艺结合中，往往需要引进新的设备和材料，增加投资，也有可能对芯片带来污染。    

目前，在激光切割的过程中，其切割的形貌是一条狭窄而深的划痕，划痕中央为切割后的碎屑，划痕部分分离蓝宝石衬底。因此，可以利用两条划痕组合，将不需要的蓝宝石衬底分离出来，制备倒金字塔形的芯片。整个过程不加工芯片正面的发光层，对内量子效应影响较小。    

化学腐蚀是使侧面光滑的一种方法，由于光滑面出光较粗糙面少，因此将激光切割后的侧面划痕加工为光滑面，可以进一步减小侧面出光，提高正面的发光效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倒金字塔形结构LED芯片的制备方法，该方法利用激光切割结合抛光工艺技术，在LED芯片上制备倒金字塔结构。

本发明的技术方案为：一种倒金字塔形结构LED芯片的制备方法，该方法包括使用激光对管芯侧面倾斜切割，可以使用两束激光同时切割或者一束激光切割多次的方法，在去除多余蓝宝石衬底后，抛光划痕。两次划片的划痕在芯片的衬底内相交，使多余的蓝宝石衬底分离。可以使用蓝膜粘附分离多余蓝宝石衬底，也可以使用超声洗涤工艺，使切割后多余蓝宝石衬底剥离。使划痕侧面光滑，可以使用化学腐蚀方法，也可以使用机械抛光工艺。 

本发明的优点在于：1、制备周期短：激光切割可以很快的去除大部分的衬底，化学腐蚀只需要很短的时间即可抛光切割面。2、倾斜角度可控：只需要控制切割的倾斜角度，即可以控制倾斜面的倾斜角度。3、对目前的工艺改变较小，推广容易：只需要在目前的激光切割技术和侧腐技术的基础上作小范围更改。

附图说明

图1为：两颗芯片利用本发明对应的激光倾斜切割示意图；

图2为：两颗芯片利用本发明对应的蓝膜粘附剥离示意图；

图3为：三颗芯片利用本发明对应的切割-剥离方法处理后示意图；

图4为：三颗芯片利用本发明对应的切割-剥离-腐蚀方法处理后示意图；

图5为：裂片后得到的单颗LED芯片示意图；

图6为；裂片后得到的单颗LED芯片示意图。

具体实施方式

按照本发明的LED加工方法，可以使用一束激光分两次切割，使多余蓝宝石衬底分离，也可以使用多束激光同时对衬底进行加工。    

按照本发明的LED加工方法，可以使用蓝膜粘附剥离，或者使用其他粘附、冲刷方法，使多余蓝宝石衬底分离。    

按照本发明的LED芯片加工方法，可以使用化学方法使侧面光滑，例如腐蚀，也可以使用机械方法，例如砂轮等，使切割后侧面光滑。    

需要特别指出的是，本文所使用的制造倒金字塔形结构的加工方法，也可以应用于其他材料的加工。    

下面结合附图对本发明进行说明：

图1A中，以两颗芯片为例，7、8、9、10、12、13、14、15均为发光二极管（LED）电极，6为发光层，5为蓝宝石衬底，1、2为激光器，3、4为激光，11为激光切割后划痕。

图1B，以三颗芯片为例，16、17为抛光前划痕，18、19为抛光后划痕，划痕中间的芯片可以形成近似倒金字塔结构的衬底。

图1C为切割后，裂片得到单颗倒金字塔形结构的芯片，20、21为光滑倾斜划痕。

在切割的过程中，使用激光以一定的角度切割蓝宝石衬底，然后在此角度的互补角度上以相同的切割参数进行切割，控制好切割参数，使切割后的划痕在芯片内部相交。于是，多余的蓝宝石衬底被分离出来，划痕分别分离芯片两边的蓝宝石衬底，得到倒金字塔形结构的芯片。由于激光切割后，划痕两边布满碎屑，划痕两边也比较粗糙，因此，使用化学腐蚀或者机械研磨的方法，将多余的碎屑去除，使划痕两边平整光滑。