[发明专利]一种发光二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明领域，特别是涉及一种发光二极管的制造方法。

背景技术

随着科技的日新月异，对于生活上的照明装置人们也有着越来越多的选择，从传统的钨丝灯泡到日光灯，照明装置不断地推陈出新。近年来发光二极管(Light Emitting Diode，LED)迅速发展，发光二极管因其具有体积小、效率高、寿命长、光电特性稳定等优点，逐渐被广泛应用于家用电器、电脑荧幕、手机、照明设备、医疗器材或交通号志等领域。

LED的发光效率受限于外量子效率，而外量子效率是由内量子效率和光提取效率共同决定的。内量子效率取决于晶格缺陷、掺杂效率和欧姆接触性能等。随着LED外延工艺的不断发展，内量子效率已经达到80%～90%，而光提取效率目前只有40%左右，可见，LED的光提取效率存在很大的改善空间。

当前，主流的氮化镓基发光二极管芯片按结构可以分为正装、倒装和垂直三种类型，其中以绝缘蓝宝石为衬底的正装结构最为普遍，被业界所广泛采用。对于正装结构LED，为了减少封装环节中基板反射率不佳引起的取光效率降低，通常在蓝宝石衬底背面加镀一反射镜以减少光损失。反射镜的结构，可以选择高反射金属层，诸如银、铝等高反射率金属；或者是折射率呈高低周期性交替变化的透光介电层堆，如多层SiO₂/TiO₂组成的分布式布拉格反射器（Distributed Bragg reflector,DBR）。目前，最新的技术是将前面二者结合起来，组成所谓的全方位反射镜（Omni-Direction Reflector,ODR），由DBR部分反射小角度轴向光，而非轴向光则由高反金属层反射，这样可以获得的平均反射率超过90%。对于蓝光波段，ODR结构中，常见的透光介电层堆组合可以是SiO₂/TiO₂等氧化物DBR，而高反金属层则一般会选择Al。Ag虽然在蓝光波段具有极高的反射率，但银与SiO₂、TiO₂等常见透光介电材料的黏附极差，如果在介电层上直接镀Ag，往往会导致Ag的脱落。

更进一步地，由于Ag非常容易被氧化，而Ag的氧化会导致反射率严重的降低，即使在Ag的表面制作防氧化层，在芯片裂片后，反射层侧壁的Ag也会裸露于空气中，Ag会从侧壁逐渐被氧化，从而导致发射率的降低。因此，现有的技术中，银一直难以用于背镀全方位反射镜结构。

针对上述问题，本发明提出了一种采用Ag反射层结构新的发光二极管的制造方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种发光二极管的制造方法，用于解决现有技术中发光二极管反射结构中，Ag反射层容易脱落及容易被氧化等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种发光二极管的制造方法，至少包括以下步骤：

1）提供一蓝宝石衬底，于所述蓝宝石衬底表面制作出具有多个发光外延单元的发光外延结构；

2）依据各该发光外延单元从正面对所述蓝宝石衬底进行划片，形成多个正面划道；

3）依据所述多个发光外延单元，按芯片制备工艺制备出多个LED芯片；

4）采用保护腊对LED芯片进行保护，并从背面对所述蓝宝石衬底进行研磨减薄；

5）保留所述保护腊，并依据所述正面划道，从所述蓝宝石衬底背面制作出多个与所述正面划道对应的V型沟槽；

6）对上述所得结构进行清洗；

7）于所述蓝宝石衬底背面及所述V型沟槽表面制作出反射层结构，所述反射层结构包括：包括交替层叠的SiO2层与Ti3O5层的介质叠层、结合于所述介质叠层表面的中间Ni层、结合于所述中间Ni层表面的Ag反射层、以及结合于所述Ag反射层表面的包括交替层叠的Ni层与Ag层的金属叠层，其中，所述介质叠层的底层为SiO2层，所述金属叠层的顶层为Ni层；

8）依据各该发光外延单元对所述发光外延结构进行裂片。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，步骤8)采用裂片刀从具有反射层结构的蓝宝石衬底背面对所述发光外延结构进行裂片，以在裂片时使所述反射层结构中的金属叠层延展并覆盖所述Ag反射层的侧面。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，步骤5）采用激光切割方法、机械切割方法或干法刻蚀法制作所述V型沟槽。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，所述V型沟槽的深宽比不大于1。