[发明专利]GaN基LED芯片制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体材料的制备领域，尤其涉及一种GaN基LED芯片制备方法。

背景技术

GaN基发光二极管（Light Emitting Diode, 缩写为LED）具有寿命长、耐冲击、抗震、高效节能等优异特征，在图像显示、信号指示、照明以及基础研究等方面有着极为广泛的应用前景。GaN基发光二极管近年来发展迅猛，LED芯片工艺日渐成熟，提高LED芯片的亮度和良率是现阶段最重要的工作。要提高LED芯片的亮度和良率需要注意外延工艺与芯片工艺的配合。另外，波长均匀性是影响良率的一个很大的因素，且其由外延工艺部分决定，后续的芯片工艺无法再对波长均匀性进行任何改变。此外，就提高波长均匀性而言，可在进行外延生长前对衬底进行应力释放等调整，使得外延生长时波长更好调控，由此提高波长一致性即提高整体良率。

目前制备GaN基LED芯片的一般工艺为：1）在平片蓝宝石衬底或者图形化蓝宝石衬底（Patterned Sapphire Substrate, 缩写为PSS）上通过外延生长来制备GaN半导体层；2）对GaN基晶片进行加工来制备N电极及P电极，并进而通过研磨来减薄该晶片；3）采用背面激光划片技术进行划片工艺；4）通过进行正面裂片而获得GaN基LED芯片。但是，采用背面激光会使得蓝宝石的侧面由于激光能量的作用变为焦黑色，影响芯片的侧面出光，亮度会有损失。如上所述，外延生长后，GaN基LED芯片的波长随即确定，由此为改善波长均匀性，可采用如下工艺：1）提供平片蓝宝石衬底或者图形化蓝宝石衬底；2）进行正面激光划片；3）通过外延生长在衬底制备GaN半导体层；4）对GaN基晶片进行加工来制备N电极及P电极，并进而通过研磨来减薄该晶片；5）进行背面裂片。该工艺能改善波长的均匀性，但由于激光直接在正面划开，导致外延生长时划线处的边缘效应非常明显，生长的一致性及表面状况都比较差。因此，为达到改善波长均匀性的效果，又能够降低划线处的边缘效应，将隐形切割运用上述工艺中，取代了正面激光划片步骤。但是，采用该工艺制造GaN基LED芯片时，发现内部隐形切割形成的切割点，在后续的外延生长及芯片工艺过程中由于温度及压力作用，使得原先的切割点发生损伤恢复，导致最终背面裂片时无法裂开。

因此，需要提出一种工艺，其即能解决上述采用正面划片工艺时所发生的边缘效应问题，又能解决采用内部隐形切割后无法裂开的问题，此外还能提升亮度。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种GaN基LED芯片的制备方法，用于解决现有技术中存在的采用正面划片工艺时所发生的边缘效应以及采用内部隐形切割后无法裂开的问题。

本发明采用如下技术方案：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）在近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。

优选地，所述预设高度为自所述蓝宝石衬底的所述第一表面起1μm至5μm的范围内，微裂纹宽度在0.1μm至2μm。

优选地，所述预设高度为自所述蓝宝石衬底的所述第一表面起2μm至4μm的范围内，微裂纹宽度在0.5μm至1.5μm。

优选地，所述预设高度为自所述蓝宝石衬底的所述第一表面起2.5μm的范围内，微裂纹宽度在1μm范围内。

优选地，所述蓝宝石衬底是平片或者图形化蓝宝石衬底。

优选地，所述步骤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至70-200μm之间。

优选地，所述步骤4）中采用蒸镀形成透明导电层，其厚度为500?~4000 ?之间。

本发明解决了现有技术中存在的采用正面划片工艺时所发生的边缘效应的问题，以及采用内部隐形切割后无法裂开的问题，同时还能提升芯片的亮度。

附图说明

图1为本发明的GaN基LED芯片的制备方法的流程示意图。

图2至图9为按照图1所示的流程制备GaN基LED芯片的示意图。

元件标号说明

具体实施方式