发光元件及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种发光元件及其制造方法，其方法包含提供一发光二极管晶片，包含一基板以及一半导体叠层位于基板上，其中半导体叠层包含一第一半导体层、一活性层、一第二半导体层、一下表面面对基板以及一上表面相对于下表面；移除部分区域的第二半导体层及活性层，并暴露出第一半导体层，以形成多个平台；提供一第一激光光束自上表面照射半导体叠层，以在多个平台表面形成多条切割线，其中多条切割线由多个平台往下延伸；以一湿式蚀刻制作工艺清洁发光二极管晶片；形成一电极在半导体叠层上；提供一第二激光光束聚焦基板内部，在基板中形成一或多条粗化痕；以及分离发光二极管晶片形成多个发光二极管管芯。

【技术实现步骤摘要】
发光元件及其制造方法本申请是中国专利技术专利申请(申请号：201410357714.8，申请日：2014年07月25日，专利技术名称：发光元件及其制造方法)的分案申请。
本专利技术涉及一种发光二极管及其制造方法，特别是涉及一种发光二极管晶片的分割技术。
技术介绍
发光二极管(light-emittingdiode,LED)为p型半导体与n型半导体所组成的光电元件，通过p-n接面上载流子的结合放出光线，可广泛地使用于光学显示装置、交通号志、数据存储装置、通讯装置、照明装置与医疗器材等。传统的发光二极管制作工艺，是在一基板上以外延技术成长半导体叠层，形成晶片，外延完成后需进行切割制作工艺，将晶片分割成多个发光二极管管芯。现有的晶片切割技术先自发光二极管晶片的表面上形成两组彼此互相垂直的切割线，接着以劈刀对准两方向垂直线进行劈裂，使得晶片沿着切割线裂开而分离成多个发光二极管管芯。然而受限于此切割技术，倘若基板厚度增加，将造成劈裂良率不佳。此外，晶片在切割制作工艺中所产生的碎屑或微尘易残留于管芯上，造成吸光而使得管芯整体出光效果不佳、亮度降低。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开一种发光元件制造方法，包含：提供一发光二极管晶片，包含一基板以及一半导体叠层位于基板上，其中半导体叠层包含一第一半导体层、一活性层、一第二半导体层、一下表面面对基板以及一上表面相对于下表面；移除部分区域的第二半导体层及活性层，并暴露出第一半导体层，以形成多个平台；提供一第一激光光束自上表面照射半导体叠层，以在多个平台表面形成多条切割线，其中多条切割线由多个平台往下延伸；以一湿式蚀刻制作工艺清洁发光二极管晶片；形成一电极在半导体叠层上；提供一第二激光光束聚焦基板内部，在基板中形成一或多条粗化痕；以及分离发光二极管晶片形成多个发光二极管管芯。本专利技术还公开一种发光二极管管芯，包含：一基板，包含一上表面、一下表面及多个侧面；以及一半导体叠层，位于基板的上表面；其中多个侧面之一包含靠近上表面的一第一区，具有一第一粗糙度；一第二区，具有一或多条粗化痕，大致平行于上表面或下表面，且粗化痕或该多条粗化痕之任一具有一第二粗糙度；以及一第三区，介于第一区及第二区之间或/及多条粗化痕之间，且具有一第三粗糙度；其中第一粗糙度不大于第二粗糙度，且第三粗糙度小于第一粗糙度。附图说明图1A至图1F为本专利技术的制造方法的一实施例示意图；图2为本专利技术的制造方法的另一实施例示意图；图3为本专利技术的制造方法的另一实施例示意图；图4为本专利技术的一实施例的结构示意图；图5A及图5B为本专利技术的一实施例的电子显微镜扫描图；图6为本专利技术的另一实施例的结构示意图；图7为本专利技术的制造方法所量测在不同厚度基板下的发光二极管管芯的功率比较图。符号说明1晶片3发光二极管管芯10基板20半导体叠层22第一半导体层24活性层26第二半导体层32第一电极34第二电极50第二激光光束60反射结构100切割线101第一表面102第二表面103侧表面200、210、220、230、240粗化痕250刻痕300第一区400第三区具体实施方式本专利技术的实施例会被详细地描述，并且绘制于附图中，相同或类似的部分会以相同的号码在各附图以及说明出现。依本专利技术的发光二极管管芯制造方法的第一实施例，如图1A所示，提供一基板10，包含一第一表面101及一第二表面102，以外延制作工艺在第一表面101上成长半导体叠层20，成为晶片1。基板10可为蓝宝石(Sapphire)基板、硅(Silicon)基板、碳化硅(SiC)基板、氮化镓(GaN)基板、或砷化镓(GaAs)基板。基板10的厚度不小于150μm，优选地，可介于150μm至250μm。半导体叠层20包含了第一半导体层22、第二半导体层26、以及一活性层24位于第一半导体层22及第二半导体层26之间。其中第一半导体层22与第二半导体层26具有不同电性。半导体叠层20的材料包含至少一种元素选自于由铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、氮(N)、磷(P)、砷(As)及硅(Si)所构成的群组，例如为AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN等的半导体化合物。活性层24的结构可为单异质结构(singleheterostructure；SH)、双异质结构(doubleheterostructure；DH)、双面双异质结构(double-sidedoubleheterostructure；DDH)或多重量子阱结构(multi-quantumwellstructure；MQW)。接着，如图1B所示，以蚀刻制作工艺移除部分区域的第二半导体层26及活性层24，并暴露出第一半导体层22，以形成多蚀刻平台201。再以一第一激光光束从半导体叠层20的一表面照射，经由第一激光切割制作工艺将晶片1的表面形成多条切割线100，切割线100穿透半导体叠层20，划切到基板10至一深度。图1C为经由第一激光光束所照射后的上视图，切割线100包含多条第一切割线103以及多条第二切割线104，且通过多蚀刻平台201的排列，第一切割线103与第二切割线104可大致上相互垂直。接着，如图1D所示，在半导体叠层20上形成电流阻挡层(图未示)、电流扩散层(图未示)、一第一电极32与一第二电极34。接着，如图1E所示，以第二激光光束50沿着上述切割线100从基板10的第二表面102照射，将第二激光光束聚焦于基板内部，在基板10中形成与切割线100相对应的粗化痕200。第二激光光束可为隐形切割(StealthDicing)激光，粗化痕200即是隐形切割线。为了避免半导体叠层20受激光光束散射等影响而受损，导致电性失效，在基板10内部第二激光光束聚焦及形成粗化痕200的位置，应至少距离半导体叠层2080μm以上。上述步骤完成后，对晶片施1以外力，将晶片1分离成多个发光二极管管芯3，如图1F所示。由于上述第一或第二激光切割制作工艺中，晶片或基板容易产生微尘或碎屑等残留物，一但此残留物附着于发光二极管管芯的表面或侧表面，会吸光而造成管芯出光效果不佳，亮度降低等不良影响。因此，在上述第一及/或第二激光切割制作工艺实施后，可采用一湿式蚀刻制作工艺，将残留物从管芯表面上去除，湿式蚀刻液可采用酸性溶液，包含但不限于磷酸溶液、硫酸溶液或两者的混合溶液等。图2为本专利技术的发光二极管管芯制造方法的另一实施例。在本实施例中，使用较厚的基板10以增加发光二极管管芯的出光面积及出光角度，而外延成长制作工艺、第一激光切割制作工艺、电极形成等制作工艺与第一实施例中所述相同，故不再赘述。当基板厚度增加，可沿着前述的切割线100对基板10的第二表面102实施多次隐形切割激光，以在基板10内部的同一截面上形成多条不同的隐形切割线210及220，例如，多次的隐形切割激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光元件制造方法，包含：/n提供发光二极管晶片，包含基板以及半导体叠层位于该基板上，其中该半导体叠层包含第一半导体层、一活性层、第二半导体层、下表面面对该基板以及上表面相对于该下表面；/n移除部分区域的该第二半导体层及该活性层，并暴露出该第一半导体层，以形成多个平台；/n提供第一激光光束自该上表面照射该半导体叠层，以在该多个平台表面形成多条切割线，其中该多条切割线由该多个平台往下延伸；/n以湿式蚀刻制作工艺清洁该发光二极管晶片；/n形成电极在该半导体叠层上；/n提供第二激光光束聚焦该基板内部，在该基板中形成一或多条粗化痕；以及/n分离该发光二极管晶片形成多个发光二极管管芯。/n

【技术特征摘要】
1.一种发光元件制造方法，包含：
提供发光二极管晶片，包含基板以及半导体叠层位于该基板上，其中该半导体叠层包含第一半导体层、一活性层、第二半导体层、下表面面对该基板以及上表面相对于该下表面；
移除部分区域的该第二半导体层及该活性层，并暴露出该第一半导体层，以形成多个平台；
提供第一激光光束自该上表面照射该半导体叠层，以在该多个平台表面形成多条切割线，其中该多条切割线由该多个平台往下延伸；
以湿式蚀刻制作工艺清洁该发光二极管晶片；
形成电极在该半导体叠层上；
提供第二激光光束聚焦该基板内部，在该基板中形成一或多条粗化痕；以及
分离该发光二极管晶片形成多个发光二极管管芯。


2.如权利要求1所述的发光元件制造方法，其中该第二激光光束为一隐形切割(StealthDicing)激光光束，其于该基板中进行多次照射，以在该基板中同一截面上形成该多条粗化痕。


3.如权利要求2所述的发光元件制造方法，其中该隐形切割激光光束于该基板中的照射次数取决于该基板的厚度，该基板的厚度不小于150μm，该照射次数不大于(该基板厚度-100)(单位μm)÷50无条件进位至整数的数值。


4.如权利要求2所述的发光元件制造方法，其中于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱柏顺，郭得山，杨治政，黄俊儒，李建辉，陈英杰，林资津，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71