发光二极管芯片的制备方法技术

一种发光二极管芯片的制备方法，包括：提供具有正面和背面的绝缘衬底，正面定义有若干个图形单元，图形单元被划分为若干个图形区块，相邻图形单元之间具有第一走道，相邻图形区块之间具有第二走道；对第一走道进行激光内划；在第一、第二走道上刻蚀出沟槽；在绝缘衬底上形成发光外延结构；在发光外延结构上制备N电极和P电极；对绝缘衬底的背面进行减薄处理；对应于第一走道，在减薄后的背面进行激光内划；沿着第一走道进行裂片而得到LED芯片。相较于现有技术，本发明专利技术有利于外延的横向沉积，提高外延晶体生长质量，激光内划克服了常规背划芯片亮度的衰减，提高芯片侧壁出光和正面出光，使得在后续工艺制备的LED芯片具有更高的出光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料的制备领域，尤其涉及一种GaN基。
技术介绍
在全球能源危机的催生下，各种节能的光电器件应运而生，发光二极管(LED)依靠其体积小、低能耗、无污染、寿命长等特性，逐渐成为继白炽灯，荧光灯之后的第三代光源。白光LED照明耗电量低，具有节能、环保和绿色照明等独特优点。LED芯片的出光效率在于外量子效率和内量子效率，其中外量子效率大小等于内量子效率与光的逃逸率之积，当前，商业化LED的内量子效率已经接近100%，但是外量子效率仅有3 % -30 %，这主要是由于光的逃逸率低造成的，因此，光的逃逸率成为高亮度LED的主要技术瓶颈。引起光逃逸的因素有晶格缺陷对光的吸收、衬底对光的吸收、光出射过程中各个界面由于全反射造成的损失等。目前，主要采用两种制备方法来制备LED芯片。制备方法I包括1)、提供衬底；2)、在衬底上采用金属有机化合物化学气相淀积工艺(Metal-organic Chemical Vapor Deposition ；M0CVD)工艺外延沉积形成发光外延结构，所述发光外延结构包括η型氮化镓层、有源层和P型氮化镓层；3)、对发光外延结构进行清洗；4)、通过溅射或蒸镀透明电极层；5)、刻蚀掉P型氮化镓层和有源层，直至η型氮化镓层;6)、制备透明电极；7)、制备N电极和P电极；8)、制备钝化(SiO2)层；9)、背减薄；10)裂片。制备方法2包括 I)、提供衬底；2)、在衬底上采用MOCVD工艺外延沉积形成LED发光外延结构；3)、对发光外延结构进行清洗；4)、刻蚀掉P型氮化镓层和有源层，直至η型氮化镓层；5)、溅射或蒸镀透明电极层；6)、制备透明电极；7)、制备N电极和P电极；8)、制备钝化(SiO2)层；9)、背减薄；10)裂片。上述制备工艺对提升LED芯片的发光效率非常有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决现有LED芯片制作技术中LED芯片的出光效率受限的问题。为解决上述及其他问题，本专利技术提供一种，包括提供外延生长所需的绝缘衬底，所述绝缘衬底具有相对的正面和背面；所述绝缘衬底的正面定义有若干个图形单元，每一个图形单元被划分为若干个图形区块，相邻所述图形单元之间具有第一走道，所述图形单元中的相邻所述图形区块之间具有第二走道，对应于所述第一走道，对第一走道进行激光内划；在所述第一走道和所述第二走道上刻蚀出沟槽；在所述绝缘衬底上形成发光外延结构；在所述发光外延结构上制备N电极和P电极；对所述绝缘衬底的背面进行减薄处理；对应于所述第一走道，在减薄后的所述绝缘衬底的背面进行激光内划；沿着所述第一走道进行裂片处理而得到LED芯片。可选地，所述图形单元的形状包括平行四边形、菱形、矩形或正方形。可选地，每一个所述图形单元中的若干个所述图形区块呈对称设置。可选地，所述图形区块的形状包括三角形、平行四边形、菱形、矩形、正方形、六边形或正六边形。可选地，所述图形单元中的相邻所述图形区块之间的相邻所述第二走道之间留有缺口。可选地，在所述第一走道和所述第二走道上刻蚀出沟槽采用的是湿法腐蚀工艺。可选地，所述沟槽为V型。可选地，对所述第一走道进行激光内划的深度距离所述绝缘衬底的正面的范围为20微米至100微米。可选地，减薄后的背面的激光内划的深度距离所述绝缘衬底的背面的范围为10微米至100微米。相较于现有技术，本专利技术对绝缘衬底进行了图形化处理，形成图形单元以及在图形单元内划分的图形区块，在图形单元之间的第一走道以及图形区块之间的第二走道上形成沟槽，并沿着形成有沟槽的第一走道进行正面激光内划和背面减薄后的背面激光内划的处理，有利于外延的横向沉积，提高外延晶体生长质量，激光内划克服了常规背划芯片易造成亮度衰减的问题，提高芯片侧壁出光和正面出光，从而使得在后续工艺制备的LED芯片具有更高的出光效率。 附图说明图1为本专利技术的流程示意图；图2显示了绝缘衬底的正面示意图； 图3为图2沿着A-A线的侧剖图；图4和图5为图形单元划分为大小不等的若干个图形区块在不同实施例中的示意图；图6为在第一走道和第二走道上刻蚀出沟槽的结构示意图；图7为对第一走道进行激光内划处理的结构示意图；图8为在绝缘衬底上形成发光外延结构的结构示意图；图9为对绝缘衬底的背面进行减薄处理的结构示意图；图10为对应于第一走道，在减薄后的所述绝缘衬底的背面进行激光内划处理的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的专利技术人发现在现有的LED芯片制备工艺中，存在出光效率偏低的问题。因此，本专利技术的专利技术人提出了一种，本专利技术对绝缘衬底进行了图形化处理，形成图形单元以及在图形单元内划分的图形区块，在图形单元之间以及图形区块之间的走道上形成沟槽，并沿着形成有沟槽的第一走道进行正面激光内划，这样处理衬底可以减少外延沉积时的边缘效应，有利于外延的横向沉积，提高外延晶体生长质量，从而提高亮度，而减薄后的背面激光内划的处理，避免了常规背划芯片亮度的衰减，从而使得在后续工艺制备的LED芯片具有更高的出光效率。以下将通过具体实施例来对专利技术的发光二极管的制备方法进行详细说明。图1显示了发光二极管的制备方法的流程示意图。如图1所示，所述制备方法包括如下步骤步骤S100,提供外延生长所需的绝缘衬底2。图2显示了绝缘衬底2的正面示意图，图3为图2沿着A-A线的侧剖图。在本实施例中，绝缘衬底2的材料为蓝宝石，但并不以此为限，在其他实施例中，仍可采用适用的其他绝缘材料。为便于描述，在以下内容中，我们就将绝缘衬底2直接称为蓝宝石衬底2。特别地，在本专利技术中，对于蓝宝石衬底2，还通过图形化处理定义出大小相等的若干个图形单元20，图形单元20的形状可以是四边形、菱形、矩形、正方形或其他规则形状(例如六边形等)，在这里，是以矩形为例进行说明。相邻图形单元20之间具有第一走道P1，每一个图形单元20具有第一边界20a以及与第一边界20a对应的第二边界20b，因此，在第一走道Pl的两侧分别为第一个图形单元20的第一边界20a和第二个图形单元20的第二边界20b。特别地，在本专利技术中，每一个图形单元20又被划分为大小相等或大小不等的若干个图形区块200。图形区块200的数量、形状及其大小可以根据实际应用的需要而有不同的变化，图形区块200的形状包括三角形、平行四边形、菱形、矩形、正方形、六边形或正六边形。 例如在图4中，图形单元20被划分为7个大小不等的图形区块200，这7个图形区块200呈对称设置(无论是以图形单元20的长边还是图形单元20的短边)，其中，2个图形区块201位于图形单元20的相对两侧，I个图形区块203位于图形单元20的中间区域，而另外4个图形区块202以两两对应的方式分别位于图形区块201和图形区块203之间。特别地，如图4所示，图形区块201为等腰三角形，图形区块202为等边三角形，而中间的图形区块203则为正六边形，当然，这些图形区块200的形状在这里仅为示例性说明，在其他实施例中，仍可有其他的变化，并非用以限制本专利技术的保护范围。而在图5中，图形单元20则被划分为10个大小不等的图形区块200。这10个图形区块200呈对称设置(无论是以图形单元20的长边还是图形单元20的短边)，其中，2个图形区块204位于图形单元20的相对两侧，2个图形区块206位于图形单元20的中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括：提供外延生长所需的绝缘衬底，所述绝缘衬底具有相对的正面和背面；所述绝缘衬底的正面定义有若干个图形单元，每一个图形单元被划分为若干个图形区块，相邻所述图形单元之间具有第一走道，所述图形单元中的相邻所述图形区块之间具有第二走道；对应于所述第一走道，对第一走道进行激光内划；在所述第一走道和所述第二走道上刻蚀出沟槽；在所述绝缘衬底上形成发光外延结构；在所述发光外延结构上制备N电极和P电极；对所述绝缘衬底的背面进行减薄处理；对应于所述第一走道，在减薄后的所述绝缘衬底的背面进行激光内划；沿着所述第一走道进行裂片处理而得到LED芯片。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括 提供外延生长所需的绝缘衬底，所述绝缘衬底具有相对的正面和背面；所述绝缘衬底的正面定义有若干个图形单元，每一个图形单元被划分为若干个图形区块，相邻所述图形单元之间具有第一走道，所述图形单元中的相邻所述图形区块之间具有第二走道； 对应于所述第一走道，对第一走道进行激光内划； 在所述第一走道和所述第二走道上刻蚀出沟槽； 在所述绝缘衬底上形成发光外延结构； 在所述发光外延结构上制备N电极和P电极； 对所述绝缘衬底的背面进行减薄处理； 对应于所述第一走道，在减薄后的所述绝缘衬底的背面进行激光内划； 沿着所述第一走道进行裂片处理而得到LED芯片。2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，所述图形单元的形状包括平行四边形、菱形、矩形或正方形。3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，每一个所述图...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱广敏，郝茂盛，潘尧波，齐胜利，张楠，
申请(专利权)人：上海蓝光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：