一种垂直结构的发光二极管制造方法技术

本发明专利技术公开了一种垂直结构发光二极管的制作方法，包括步骤一，制作一ＬＥＤ芯片，所述ＬＥＤ芯片的制作方法包括在蓝宝石衬底上制作外延层、接触反光层，其特征在于，所述方法进一步包括：步骤二，提供一基板，并将所述ＬＥＤ芯片的接触反光层与所述基板键合；步骤三，去掉所述ＬＥＤ芯片的蓝宝石衬底；步骤四，在所述外延层上形成Ｎ电极。本发明专利技术提出用机械研磨的方法去除蓝宝石衬底的方法来制作垂直结构ＬＥＤ芯片。

Method for manufacturing LED with vertical structure

The invention discloses a method for manufacturing a light emitting diode with vertical structure, comprising the steps of a production, a LED chip, the manufacturing method of LED chip, including the production of epitaxial layer on sapphire substrate with light reflecting layer, which is characterized in that the method further comprises: step two, providing a substrate, and reflective contact layer of the LED chip and the substrate bonding; step three, remove the sapphire substrate and the LED chip; step four, N electrode is formed in the epitaxial layer. The invention proposes a method for removing sapphire substrate by mechanical grinding to produce a vertical structure LED chip.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种垂直结构的发光二极管芯片(LED)制作方法，尤其涉及一种衬 底置换的芯片制作方法。
技术介绍
垂直结构的发光二极管制作方法通常有两种方法一如图l所示，是在背金层 34上的碳化硅(SiC)衬底33上生长氮化镓外延层32，并在氮化镓外延层32上制作 金属电极31，利用碳化硅良好的导电、导热性能，可以直接制作垂直结构的LED;方 法二如图2所示，是在蓝宝石衬底上生长氮化镓外延层26，然后在氮化镓外延层26 上制作接触、反光层27，然后用电镀或者基板键合(Wafer bonding)的方式制作热 沉基板，同时也作为外延层新的衬底，再通过激光剥离的方法使蓝宝石衬底和氮化镓 外延层分离，外延层转移到新的导热衬底29上，这样LED芯片的散热性能会更好。 目前，在蓝宝石衬底上生长外延层后制作垂直结构LED通常采用激光剥离技术使外延 层和蓝宝石衬底分离。上述采用激光剥离技术分离蓝宝石和外延层的方法主要存在两个问题 一是设 备成本、运营费用较高，导致LED芯片加工成本增加；二是激光剥离技术分离蓝宝石 和外延层釆用逐点扫描的方式，激光的能量在蓝宝石与外延层界面处吸收，在激光束 斑大小区域瞬间产生高温，使界面处氮化镓迅速汽化，产生的反冲，使蓝宝石和外延 层分离。由于局部高温和反冲，有时会导致有些LED芯片性能劣化，应力容易导致外 延层破裂，从而影响激光剥离后的成品率。
技术实现思路
为了克服激光剥离技术制作垂直结构LED芯片存在的问题，本专利技术提出一种实现 衬底转移的方法制作垂直结构LED芯片。本专利技术的目的是提出一种垂直结构LED制造方法，降低蓝宝石和外延层分离的 工艺成本，提高成品率。为实现以上目的，本专利技术的技术方案是一种垂直结构发光二极管的制作方法，包 括步骤一，制作一LED芯片，所述LED芯片的制作方法包括在蓝宝石衬底上制作外延 层、接触反光层，其特征在于，所述方法进一步包括步骤二，提供一基板，并将所 述LED芯片的接触反光层与所述基板键合；步骤三，去掉所述LED芯片的蓝宝石衬底； 步骤四，在所述外延层上形成N电极。比较好的是，所述步骤三包括机械研磨方法。比较好的是，所述步骤一之后进一步包括步骤五，在所述接触反光层与所述基板上各形成一金属焊料层。比较好的是，所述步骤五之后进一步包括步骤六，将所述LED芯片的外延层划片刻透至所述蓝宝石衬底。比较好的是，所述步骤六进一步包括光刻、湿法蚀刻和干法蚀刻。 比较好的是，所述金属焊料层包括金锡焊料。比较好的是，所述金锡焊料厚度为l-5um。 比较好的是，所述外延层为氮化镓。本专利技术通过机械研磨的方法将氮化镓外延层的蓝宝石衬底去掉，避免了激光剥离 工艺过程中高温、反冲对芯片的影响。附图说明下面，参照附图，对于熟悉本
的人员而言，从对本专利技术方法的详细描述 中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。图1是现有技术中碳化硅衬底上生长氮化镓外延层的垂直结构发光二极管芯片剖 视图2是现有技术中在蓝宝石衬底上生长氮化镓外延层的垂直结构发光二极管芯片 剖视图3 9是本专利技术方法的各个制作步骤结构剖视图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。请参见图3，首先，在导热的热沉基板12 (比如硅基板)上蒸镀金属焊料ll和 背金层13;接下来，如图4所示，在蓝宝石衬底17上的氮化镓外延层16上做金属反光、接触层15和金属焊料14;如图5所示，通过光刻、湿法蚀刻、干法蚀刻，在图4的外延层16上划片道刻 透至蓝宝石衬底17，使氮化镓外延层16成为分立的管芯单元；如图6所示，将图1中的热沉基板12和外延层16键合在一起，具体是将划片后 的金属焊料14与热沉基板12上的金属焊料11相键合； 如图7所示，进行机械研磨，去掉蓝宝石衬底17; 如图8所示，在氮化镓外延层16上再制作N电极； 如图9所示，进行划片、分离管芯，最终得到了制作完成的垂直结构的发光二极管。本专利技术的制作方法不仅适用于氮化镓蓝、绿光LED芯片制造，还适用于红黄光 LED芯片制造。本方法用高导热性的衬底代替导热性较差的蓝宝石衬底。该结构可以增加芯片的 散热能力，从而控制芯片工作时的温度，不但提高芯片的可靠性，而且有助于增大注 入电流密度，增加芯片亮度。前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本 专利技术。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述 的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本专利技术将不限于这里所示的实 施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直结构发光二极管的制作方法，包括步骤一，制作一ＬＥＤ芯片，所述ＬＥＤ芯片的制作方法包括在蓝宝石衬底上制作外延层、接触反光层，其特征在于，所述方法进一步包括：　步骤二，提供一基板，并将所述ＬＥＤ芯片的接触反光层与所述基板键合；　 　步骤三，去掉所述ＬＥＤ芯片的蓝宝石衬底；　步骤四，在所述外延层上形成Ｎ电极。

【技术特征摘要】
1、一种垂直结构发光二极管的制作方法，包括步骤一，制作一LED芯片，所述LED芯片的制作方法包括在蓝宝石衬底上制作外延层、接触反光层，其特征在于，所述方法进一步包括步骤二，提供一基板，并将所述LED芯片的接触反光层与所述基板键合；步骤三，去掉所述LED芯片的蓝宝石衬底；步骤四，在所述外延层上形成N电极。2、 根据权利要求l所述的垂直结构发光二极管的方法，其特征在于， 所述步骤三包括机械研磨方法。3、 根据权利要求l所述的垂直结构发光二极管的方法，其特征在于，所述步骤 一之后进一步包括步骤五，在所述接触反光层与所述基板上各形成一金属焊料...

【专利技术属性】
技术研发人员：田洪涛，江忠永，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]