制备牢固的发光二极管的方法技术

一种制造发光二极管（ＬＥＤ）的方法。该方法包括在导电衬底上制造ＩｎＧａＡｌＮ基多层ＬＥＤ结构。该方法进一步包括穿透所述多层ＬＥＤ结构的有源区刻蚀出预定图案的凹槽。所述凹槽分隔出发光区域与非发光区域。另外，该方法包括在所述发光区域和所述非发光区域上沉积电极材料，从而形成电极。此外，该方法包括沉积覆盖所述发光区域和所述非发光区域的钝化层。该方法还包括去除所述电极上的所述钝化层，使被所述电极材料和所述钝化层覆盖的所述非发光区域高于所述发光区域和所述电极，从而使所述发光区域避免与测试设备接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及应用InGaAlN 基(InxGahAlyN1VO <=x<=l，0<=y<=l)半 导体材料制造半导体发光器件，更具体而言，本专利技术涉及一种在后制程，测试和封装期间降 低外延制备的InGaAlN-基发光二极管的损坏风险的技术。
技术介绍
III-V族氮化物化合物(如GaN，InN,和AlN)及其合金化合物(如AlGaN，InGaN, 和AlGaInN)已被广泛地应用于可产生高效发光的发光二极管(LED)和激光二极管的制造。 应用III-V族氮化物材料外延生长LED的技术包括金属有机化学汽相沉积(MOCVD)，分子束 外延(MBE)及氢化物汽相外延(HVPE)。LED的制造通常包括下列步骤前制程，后制程，测试及封装。在前制程期间，制备 好晶片并在晶片上外延生长InGaAlN基(InxGahAlyN1VCX=XS= l，0<=y<=l)多 层结构，从而得到LED。在后制程期间，切割晶片以分离得到单个的LED。随后，对每个LED 进行测试和封装。晶片邦定是应用于具有垂直电极结构的LED制造的一种技术。这种制造技术 首先是在硅生长衬底上制造InGaAlN基多层结构，接着分别制备金属邦定材料层包覆的 InGaAlN基多层结构和金属邦定层包覆的导电衬底。接下来利用金属邦定层对InGaAlN基 多层结构和导电衬底进行压焊。随后，应用湿法刻蚀技术去除硅生长衬底。这种方法将 InGaAlN基多层结构从硅生长衬底上转移至导电衬底上，并使多层结构倒置。这种方法制造 的LED具有垂直电极结构，并因此可获得高的发光效率。然而，在InGaAlN基多层结构和导电衬底之间形成的邦定并非总是牢固地可经受 后续的加工和测试。具体来说，利用邦定材料对两个不平坦表面进行压焊得到的邦定降低 了接触表面的完整性且削弱了邦定强度。因此，经晶片邦定制造的LED在后续测试工序中 遭遇外部力量时可能破裂。例如，当真空吸钳抓取器件时，来自真空吸钳的外部力量可导致 器件在器件结构和真空吸气孔之间的接触点上破裂。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种制备发光二极管(LED)的方法。该方法包括在导 电衬底上制备InGaAlN基多层LED结构。进一步地，该方法包括穿透多层LED结构的有源 区刻蚀出预定图案的凹槽。该凹槽分隔出发光区域与非发光区域。另外，该方法包括在发 光和非发光区域上沉积电极材料，从而形成电极。此外，该方法包括沉积钝化层用于覆盖发 光和非发光区域。除此之外，该方法包括去除电极上的钝化层，使被电极材料和钝化层覆盖 的非发光区域比发光区域和电极更高，从而使发光区域避免与测试设备接触。在该实施例的一个变型中，制备InGaAlN基多层LED结构包括通过在生长衬底上 刻蚀出凹槽对生长衬底进行图形化，并因此在生长衬底上形成台面；在生长衬底上的各个 台面上沉积InGaAlN基多层结构；在InGaAlN基多层结构上沉积金属邦定层；在导电衬底上制备金属邦定层；对InGaAlN基多层结构和导电衬底进行邦定；去除生长衬底。在该实施例的一个变型中，预定图案是在LED结构的两个相对的角上刻蚀得到的 凹槽图案。在该实施例的一个变型中，预定图案是在LED结构上刻蚀的矩形或圆形图形的凹 槽，其中发光区域被围在凹槽图案内。在该实施例的一个变型中，电极包括金-锗-镍合金。在该实施例的一个变型中，钝化层包括二氧化硅。在该实施例的一个变型中，去除电极上的钝化层包括应用光刻技术。在该实施例的一个变型中，被电极材料和钝化层覆盖的非发光区域高出发光区域 禾口电极大约0. 1 μ m 2 μ m。在另一个变型中，被电极材料和钝化层覆盖的非发光区域高出发光区域和电极大 约 0. 5 μ m。附图说明说明书部分随附的图形被用于阐述本专利技术的某些特征。参考这些图形的一个或多 个，并结合这里所作的描述，可以更好的理解本专利技术。应值得注意的是，图形中说明的特征 不一定是按照规定比例绘制。图1图示了用于LED测试的带有机械抓手的吸盘的横截面图。图2是说明根据本专利技术一个实施例的在导电衬底上制备LED结构的过程的流程 图。图3A图示了根据本专利技术一个实施例的在硅生长衬底上外延制备的InGaAlN基多 层LED结构横截面视图。图3B图示了根据本专利技术的一个实施例的被金属邦定层覆盖的导电衬底的横截面 视图。图3C图示了根据本专利技术一个实施例的通过晶片邦定在金属衬底上制备的 InGaAlN基多层LED结构的横截面视图。图3D图示了根据本专利技术一个实施例的发光区域和非发光区域在其上分离的 InGaAlN基多层LED结构的横截面视图。图3E图示了根据本专利技术的一个实施例的被η-型电极覆盖的InGaAlN基多层LED 结构的横截面视图。图3F图示了根据本专利技术一个实施例的在其上得到η-型电极的InGaAlN基多层 LED结构的横截面视图。图3G图示了根据本专利技术一个实施例的具有钝化层的InGaAlN-基多层LED结构的 横截面视图。图3H图示了根据本专利技术一个实施例的非发光区域高于电极的InGaAlN基多层LED 结构的横截面视图。图4A图示了根据本专利技术一个实施例的在LED结构两个相对角上刻蚀的凹槽图案。图4B图示了根据本专利技术一个实施例的沿着LED结构边界刻蚀的凹槽图案。图4C图示了根据本专利技术一个实施例的在LED结构上刻蚀的圆形凹槽图案。图4D图示根据本专利技术一个实施例的在LED结构上刻蚀的四角的凹槽图案。 具体实施例方式给出以下的描述，以使得本领域技术人员能够制造和使用本专利技术，且这些描述是 在具体应用及其需求的背景下提供的。公开实施例的各种修改对本领域技术人员而言是显 而易见的，且在不离开本专利技术的范围的情况下，这里限定的一般原理可以应用到其它实施 例和应用。因而，本专利技术不限于所示出的实施例，而是与权利要求的最宽范围一致。本专利技术的实施例提供了一种在制造高质量发光二极管(LED)的同时降低测试过 程中LED损坏风险的方法。通常在衬底上制备LED结构后，晶片被切割分成单个LED，接着 对每个LED进行包括测试和封装的进一步处理。每个LED通过机械抓手在生产线内来回移 动，机械抓手配有附带吸盘的真空吸入通道。具体而言，金属或非金属材料制成的吸盘，吸 住LED并把LED送至进一步测试或加工的操作位置。图1图示了 LED测试用附带机械抓手的吸盘的横截面视图。吸盘120与真空吸入 通道110连接。吸盘120具有外径122和内径124。真空泵通过吸盘120的孔抽气，于是 在孔的内部及附近形成真空。利用在孔周围的空气压力差可抓取LED器件130。因此，LED 130与吸盘120接触。大的压力差和刚性吸盘可能在抓取过程中损伤LED器件。例如，与接触吸盘可引 起LED器件内的破裂。若是利用晶片邦定技术制备LED器件，则这种破裂很可能发生在 InGaAlN基多层结构和导电衬底间的邦定材料层内。通常邦定层的物理强度及结构完整性 不如外延层的好，部分原因是由于邦定材料分别在多层结构和导电衬底上沉积时，这种邦 定层可能存在不平坦表面。因此，由钢制吸盘直接加在LED上的外力可潜在地使半导体材 料破裂，以致LED不能使用。利用橡胶吸盘可减轻这种破裂。然而，真空压力仍然需要仔细 的调整。另外，橡胶吸盘的使用寿命有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备发光二极管（ＬＥＤ）的方法，该方法包括：在导电衬底上制备ＩｎＧａＡｌＮ基多层ＬＥＤ结构；穿透所述多层ＬＥＤ结构刻蚀出预定图案的凹槽，其中所述凹槽分隔出发光区域与非发光区域；在所述发光区域和所述非发光区域上沉积电极材料，从而形成电极；沉积覆盖所述发光和所述非发光区域的钝化层；以及去除所述电极上的所述钝化层，使被所述电极材料和所述钝化层覆盖的所述非发光区域高于所述发光区域和所述电极，从而使所述发光区域避免与测试设备接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立，江风益，
申请(专利权)人：晶能光电江西有限公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]