本发明专利技术提供一种GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，在凸PSS上制作LED发光外延层，然后利用光刻胶及SiO2层作为掩膜，通过控制ICP的各项参数对发光外延层进行深刻蚀，以形成完全分离的LED晶胞。由此方法制得的LED芯片的晶胞可以达到完全分离，而且，能够依照不同输入电压的需求而决定其晶胞的数量与尺寸，可以针对每颗晶胞加以优化，因此能够得到较佳的电流分布，进而提高发光效率。本方法工艺简单，适合用于工业生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发光二极管的制备方法，特别是涉及。
技术介绍
半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制闻点之一 O对于高功率LED的设计，目前各大厂多以大尺寸单颗低压为主，做法有两种:一种为传统水平结构，另一种则为垂直导电结构。对于传统水平结构，其制程和一般小尺寸芯片几乎相同，两者的剖面结构一样，但有别于小尺寸芯片，大尺寸高功率LED常常需要在大电流之下驱动，若P、N电极的设计不平衡，都会导致严重的电流拥堵(Current Crowding),其结果是LED达不到设计所需的亮度，且也会损害芯片的可靠度(reliability)。对于垂直导电结构，由于目前商品化的蓝光LED几乎都是成长于蓝宝石基板上，要改为垂直导电结构，必须先和导电、散热良好基板做键合，再采用激光剥离的方法，将不导电的蓝宝石基本剥离移除，之后完成芯片制备。垂直结构与传统水平结构相比，有着较均匀的电流分布，同时也改善了散热。但该结构的做法最大的缺点在于，制程工艺复杂度大大提高，良率较传统水平结构低，制作成本高。晶胞隔离技术是晶胞与晶胞之间有沟槽，沟槽的目的在于将多个晶胞独立开来，因此其沟槽下方需要达到绝缘的基板(比如，蓝宝石基板GaN基LED，需达到蓝宝石衬底)，其深度依据不同的外延结构，一般在4 15um ;沟槽的宽度方面则无一定的限制，但是沟槽太宽，则代表着有效发光区域的减少，将影响高压LED的发光效率。在现有技术中，外延工艺一般采用平片加粗化工艺，这样就比较容易地实现晶胞的隔离，而这种方法，对亮度的提升有较大的限制。而目前外延工艺技术绝大多数采用蓝宝石凸PSS(Patterned Sapphire Substrate ;蓝宝石晶圆进行表面图案化)基板,这给晶胞的隔离产生了很大的困难，因为凸PSS的包与包之间的GaN非常难以刻蚀干净，如图1所示，如果刻蚀不干净，就造成整个器件内部直接连通，从而整个器件失效。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，用于解决现有技术中凸PSS的包与包之间的GaN难以刻蚀干净而导致器件内部直接连通，从而整个器件失效的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供，至少包括以下步骤:1)提供一表面具有多个凸起结构的蓝宝石衬底，且相邻的两个凸起结构之间具有间隔，在所述蓝宝石衬底表面形成由GaN材料组成的外延发光层；2)在所述外延发光层表面依次制作掩膜层及光刻胶，然后进行光刻，蚀刻去除部分光刻胶及掩膜层，以使所述光刻胶及掩膜层形成以特定间距排列的掩膜叠层；3)以所述掩膜叠层作为掩膜，进行第一次刻蚀，去除各该掩膜叠层之间的外延发光层；其中，所述第一次刻蚀后，所述蓝宝石衬底上各该凸起结构之间具有残余的GaN材料；4)以所述掩膜叠层作为掩膜，进行第二次刻蚀，去除所述蓝宝石衬底上各该凸起结构之间残余的GaN材料，形成相互独立的多个发光二极管芯片晶胞；5)进行第三次刻蚀，去除所述发光二极管芯片晶胞侧壁表面的缺陷。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述外延发光层至少包括:U-GaN 层、n-GaN 层、MQW 层以及 ρ-GaN 层。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述掩膜层为采用PECVD方法进行沉积的SiO2层，其厚度为5000 15000nm。采用BOE溶液对所述SiO2层进行刻蚀。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述步骤2)还包括对所述掩膜叠层进行清洗及甩干的步骤。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述第一次刻蚀、第二次刻蚀及第三次刻蚀在ICP或RIE刻蚀设备中进行。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述第一次刻蚀在ICP刻蚀设备中进行，采用ci2、BCl3混合气体作为刻蚀气体，其中Cl2的含量为50% -85%, BCl3的含量为5% -10%。优选地，所述ICP设备中，刻蚀压力为0.5 lpa，Cl2流量为25 35sccm, BCl3流量为5 8sccm，ICP功率为80 250W，RF偏压功率为60 150W，刻蚀时间为400 900秒。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述第二次刻蚀在ICP刻蚀设备中进行，采用ci2、BC13、Ar混合气体作为刻蚀气体，其中Cl2的含量为50% -85%,BCl3的含量为5 % -10 %。优选地，所述ICP设备中，刻蚀压力为0.5 lpa，Cl2流量为25 40sccm, BCl3流量为2 5sccm，Ar流量为3 7sccm，ICP功率为450 700W，RF偏压功率为200 350W，刻蚀时间为450 1000秒。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述第三次刻蚀在ICP刻蚀设备中进行，采用Cl2及BCl3混合气体作为刻蚀气体，其中，刻蚀压力为0.5 0.8pa，Cl2流量为5 15sccm，BCl3流量为3 lOsccm，ICP功率为200 350W，RF偏压功率为45 90W，刻蚀时间为200 350秒。在本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中，所述步骤4)还包括去除所述光刻胶与掩膜层的步骤。如上所述，本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，具有以下有益效果:在凸PSS上制作LED发光外延层，然后利用光刻胶及Si02层作为掩膜，通过控制ICP的各项参数对发光外延层进行刻蚀，以形成完全分离的LED晶胞。由此方法制得的LED芯片的晶胞可以达到完全分离，而且，能够依照不同输入电压的需求而决定其晶胞的数量与尺寸，可以针对每颗晶胞加以优化，因此能够得到较佳的电流分布，进而提高发光效率。本方法工艺简单，适合用于工业生产。附图说明图1显示现有技术中的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法中的结构示意图。图2 图6显示为本专利技术的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法各步骤所呈现的结构示意图。元件标号说明11蓝宝石衬底111 凸起结构12U-GaN 层13n-GaN 层14MQW 层15p-GaN 层16掩膜层17光刻胶121残余的GaN材料 具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图所示，本专利技术提供，至少包括以下步骤:请参阅图2，如图所示，首先进行步骤I)，提供一表面具有多个凸起结构111的蓝宝石衬底11，且相邻的两个凸起结构111之间具有间隔，在本实施例中，所述的凸起结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：1)提供一表面具有多个凸起结构的蓝宝石衬底，且相邻的两个凸起结构之间具有间隔，在所述蓝宝石衬底表面形成由GaN材料组成的外延发光层；2)在所述外延发光层表面依次制作掩膜层及光刻胶，然后进行光刻，蚀刻去除部分光刻胶及掩膜层，以使所述光刻胶及掩膜层形成以特定间距排列的掩膜叠层；3)以所述掩膜叠层作为掩膜，进行第一次刻蚀，去除各该掩膜叠层之间的外延发光层；其中，所述第一次刻蚀后，所述蓝宝石衬底上各该凸起结构之间具有残余的GaN材料；4)以所述掩膜叠层作为掩膜，进行第二次刻蚀，去除所述蓝宝石衬底上各该凸起结构之间残余的GaN材料，形成相互独立的多个发光二极管芯片晶胞；5)进行第三次刻蚀，去除所述发光二极管芯片晶胞侧壁表面的缺陷。
【技术特征摘要】
1.一种GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤: 1)提供一表面具有多个凸起结构的蓝宝石衬底，且相邻的两个凸起结构之间具有间隔，在所述蓝宝石衬底表面形成由GaN材料组成的外延发光层； 2)在所述外延发光层表面依次制作掩膜层及光刻胶，然后进行光刻，蚀刻去除部分光刻胶及掩膜层，以使所述光刻胶及掩膜层形成以特定间距排列的掩膜叠层； 3)以所述掩膜叠层作为掩膜，进行第一次刻蚀，去除各该掩膜叠层之间的外延发光层；其中，所述第一次刻蚀后，所述蓝宝石衬底上各该凸起结构之间具有残余的GaN材料； 4)以所述掩膜叠层作为掩膜，进行第二次刻蚀，去除所述蓝宝石衬底上各该凸起结构之间残余的GaN材料，形成相互独立的多个发光二极管芯片晶胞； 5)进行第三次刻蚀，去除所述发光二极管芯片晶胞侧壁表面的缺陷。2.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，其特征在于:所述外延发光层至少包括:u_GaN层、n—GaN层、MQff层以及P-GaN层。3.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，其特征在于:所述掩膜层为采用PECVD方法进行沉积的SiO2层，其厚度为5000 15000nm。4.根据权利要求3所述的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，其特征在于:采用BOE溶液对所述SiO2层进行刻蚀。5.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，其特征在于:所述步骤2)还包括对所述掩膜叠层进行清洗及甩干的步骤。6.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管芯片晶胞的制备方法，其特征在于:所述第一次刻蚀、第二次刻蚀及第三次刻蚀在ICP或RIE刻蚀设备中进行。7.根据权利要求1所述的GaN基发光二极管...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱广敏，郝茂盛，张楠，齐胜利，
申请(专利权)人：上海蓝光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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