Led芯片的制備方法及l(fā)ed芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種LED芯片的制備方法及LED芯片。本發(fā)明提供的方法，包括：在半導(dǎo)體晶片的襯底上生長N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層，以形成外延層；去除部分P型半導(dǎo)體層和部分發(fā)光層，露出部分N型半導(dǎo)體層；在P型半導(dǎo)體層的表面形成透明導(dǎo)電層；進(jìn)而形成金屬電極；在晶片的表面形成保護(hù)層；對晶片的背面進(jìn)行減薄，并在晶片背面形成保護(hù)層；在晶片的切割道位置分別進(jìn)行正反兩面切割；對切割后的晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕，以在LED芯片的側(cè)壁形成多邊形形貌。本發(fā)明提供的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)制備的LED芯片，由于出射光會在芯片側(cè)壁形成全反射，從而影響了LED芯片的亮度的問題。
【專利說明】LED芯片的制備方法及LED芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及芯片制造技術(shù)，尤其涉及一種LED芯片的制備方法及LED芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,簡稱:LED)技術(shù)的發(fā)展,LED芯片已廣泛應(yīng)用于照明、指示、顯示和背光源中，半導(dǎo)體晶片的切割技術(shù)對生產(chǎn)出的LED芯片的亮度造成一定程度的影響。
[0003]目前通常使用的切割技術(shù)例如激光切割技術(shù)中的表面切割，在切割的過程中，由于芯片切割面會形成吸光的燒灼物，而導(dǎo)致LED芯片的亮度降低；為避免燒灼物對LED芯片亮度的影響，在采用表面切割工藝制作芯片時，通常會對切割后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行側(cè)壁腐蝕工藝(Side Wall Etching),具體采用熱酸腐蝕切割面從而去除激光燒灼物，并能向內(nèi)腐蝕襯底使得LED芯片表面的切割斷裂位置向內(nèi)形成一定的傾斜角，從而在一定程度上提高LED芯片的亮度。
[0004]但是，現(xiàn)有技術(shù)制備的LED芯片，由于切割后的芯片側(cè)壁通常為豎直形狀，而導(dǎo)致芯片側(cè)壁的出光效果較差，從而影響了 LED芯片的亮度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種LED芯片的制備方法及LED芯片，以解決現(xiàn)有技術(shù)制備的LED芯片，由于切割后的芯片側(cè)壁通常為豎直形狀，而導(dǎo)致芯片側(cè)壁的出光效果較差，從而影響了LED芯片的亮度的問題。
[0006]本發(fā)明提供一種LED芯片的制備方法，包括:
[0007]在半導(dǎo)體晶片的襯底上依次生長緩沖層、本征半導(dǎo)體層、N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層，以形成發(fā)光外延層；
[0008]去除部分P型半導(dǎo)體層和部分發(fā)光層，露出部分N型半導(dǎo)體層；
[0009]在所述P型半導(dǎo)體層的表面依次形成電流阻擋層和透明導(dǎo)電層，所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層覆蓋所述P型半導(dǎo)體層；
[0010]在所述透明導(dǎo)電層和所述N型半導(dǎo)體層上形成金屬電極，所述金屬電極包括設(shè)置于所述透明導(dǎo)電層上的P電極和設(shè)置于所述N型半導(dǎo)體層上的N電極；
[0011]在所述半導(dǎo)體晶片的表面形成保護(hù)層；
[0012]對所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，并在所述減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成背面保護(hù)層；
[0013]在所述半導(dǎo)體晶片的切割道位置分別進(jìn)行正面切割和背面切割，使得所述半導(dǎo)體晶片中每個LED芯片的部分側(cè)壁裸露；
[0014]對所述切割后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕，以在所述LED芯片的側(cè)壁形成多邊形形貌。
[0015]如上所示的方法，其中，所述保護(hù)層包括第一保護(hù)層和第二保護(hù)層；則所述在所述半導(dǎo)體晶片的表面形成保護(hù)層，包括:
[0016]在所述半導(dǎo)體晶片的表面形成第一保護(hù)層；
[0017]去除所述金屬電極上覆蓋的第一保護(hù)層，并在所述半導(dǎo)體晶片表面形成第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層位于所述第一保護(hù)層和所述金屬電極的上方，并完全覆蓋所述半導(dǎo)體晶片表面。
[0018]如上所示的方法，其中，所述第一保護(hù)層為氧化鋁Al2O3保護(hù)層，厚度在500?2000A之間，所述第二保護(hù)層為硅化物保護(hù)層，厚度在2000?8000A之間。
[0019]如上所示的方法，其中，所述在所述半導(dǎo)體晶片的切割道位置分別進(jìn)行正面切割和背面切割，使得所述半導(dǎo)體晶片中每個LED芯片的部分側(cè)壁裸露，包括:
[0020]沿所述半導(dǎo)體晶片的切割道在所述半導(dǎo)體晶片的正面進(jìn)行激光切割，所述正面切割的深度在5?15um之間；
[0021]沿所述半導(dǎo)體晶片的切割道在所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行激光切割，所述背面切割的深度在5?15um之間；
[0022]其中，所述正面切割和所述背面切割的切割面在豎直方向上位于同一位置，所述正面切割和背面切割的切割深度之和在20?35um之間。
[0023]如上所示的方法，其中，所述背面保護(hù)層為分布式布拉格反射DBR層；則所述對所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，并在所述減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成背面保護(hù)層，包括:
[0024]對所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，使得減薄后半導(dǎo)體晶片的整體厚度在150?250um之間；
[0025]在所述減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成由第一折射率材料和第二折射率材料交替堆疊形成的DBR層,其中，所述第一折射率材料位于DBR層的第一層和最后一層，分別作為所述DBR層的黏附層和保護(hù)層。
[0026]如上所示的方法，其中，所述對所述切割后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕，包括:
[0027]將所述切割后的半導(dǎo)體晶片置于200?400°C的高溫?zé)崴嶂羞M(jìn)行腐蝕，所述高溫?zé)崴嵊蓾饬姿岷蜐饬蛩岚凑?:1?5:1的比例混合而成,所述腐蝕的時間在3?20min之間。
[0028]如上所示的方法，其中，所述對所述切割后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕之后，還包括:
[0029]去除位于所述第一保護(hù)層和所述金屬電極上方的所述第二保護(hù)層，在去除所述第二保護(hù)層時保留所述第一保護(hù)層；
[0030]對所述半導(dǎo)體晶片進(jìn)行裂片，以獲得所述LED芯片，所述LED芯片的兩邊側(cè)壁都具有上部倒臺面和底部倒臺面。
[0031]本發(fā)明提供還一種LED芯片，所述LED芯片采用本發(fā)明提供的LED芯片的制備方法制得。
[0032]本實(shí)施例所提供的LED芯片的制備方法及LED芯片，通過對已形成保護(hù)層并進(jìn)行背面減薄后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行正面和背面雙面切割的方式，并結(jié)合濕法腐蝕對減薄后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行側(cè)壁腐蝕，使得生產(chǎn)出的LED芯片的側(cè)壁具備多邊形形貌，該側(cè)壁形貌可有效降低出射光在LED芯片側(cè)壁的全反射，解決了現(xiàn)有技術(shù)制備的LED芯片，由于切割后的芯片側(cè)壁通常為豎直形狀，而導(dǎo)致芯片側(cè)壁的出光效果較差的問題，相應(yīng)地提高了 LED芯片亮度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1為本發(fā)明提供的一種LED芯片的制備方法的一個實(shí)施例的流程圖；
[0035]圖2為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖5為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖6為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖8為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖9為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖10為本發(fā)明提供的一種LED芯片的制備方法的另一個實(shí)施例的流程圖；
[0044]圖11為圖10所示實(shí)施例提供的方法所制備的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0046]圖1為本發(fā)明提供的一種LED芯片的制備方法的一個實(shí)施例的流程圖。如圖1所示，本實(shí)施例的方法可以包括:
[0047]S110，在半導(dǎo)體晶片的襯底上依次生長緩沖層、本征半導(dǎo)體層、N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層，以形成發(fā)光外延層。
[0048]在芯片制備的過程中，通常使用半導(dǎo)體晶片作為襯底材料，本實(shí)施例在制備LED芯片時，以目前通常采用的藍(lán)寶石為襯底材料為例予以說明，如圖2所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖，在該襯底100上依次生長緩沖層(圖中未示出)、本征半導(dǎo)體層(圖中未示出)、N型半導(dǎo)體層110、發(fā)光層(圖中未示出)和P型半導(dǎo)體層120，上述疊層構(gòu)成LED芯片的發(fā)光外延層；本實(shí)施例提供所制備的LED芯片中，N型半導(dǎo)體層110例如可以是N型氮化鎵層，P型半導(dǎo)體層120例如可以是P型氮化鎵層。
[0049]需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中緩沖層、本征半導(dǎo)體層和發(fā)光層均為LED芯片制備過程中的常規(guī)工藝層，因此，在本發(fā)明以下各實(shí)施例所提供的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖中均未示出。
[0050]S120，去除部分P型半導(dǎo)體層和部分發(fā)光層，露出部分N型半導(dǎo)體層。
[0051]LED芯片的制備即是要形成PN結(jié)，并且在P型區(qū)和N型區(qū)，即本實(shí)施例中的N型半導(dǎo)體層I1和P型半導(dǎo)體層120上分別作金屬電極層，因此，在本實(shí)施例中，通過光刻工藝制作光刻膠掩膜圖形，以在發(fā)光外延層上形成芯片圖案，進(jìn)而使用電感耦合等離子體(Inductively Couple Plasma,簡稱為:1CP)刻蝕設(shè)備對該掩膜圖形上預(yù)置的工藝窗口圖形中的P型半導(dǎo)體層120和發(fā)光層進(jìn)行選擇性刻蝕，最終將圖案移至該發(fā)光外延層上，使得部分N型半導(dǎo)體層110裸露，形成臺面，該臺面即是P型半導(dǎo)體層120 ;如圖3所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]S130，在P型半導(dǎo)體層的表面依次形成電流阻擋層和透明導(dǎo)電層，該電流阻擋層和該透明導(dǎo)電層覆蓋該P(yáng)型半導(dǎo)體層。
[0053]在本實(shí)施例中，可以通過電子束蒸發(fā)、濺射等方式在P型半導(dǎo)體層120的臺面上形成依次形成電流阻擋層(圖中未示出)和透明導(dǎo)電層130，并對其進(jìn)行退火處理以獲得良好的歐姆接觸；透明導(dǎo)電層130例如可以是納米銦錫(IndiumTin Oxides,簡稱為:ΙΤ0)、氧化鋅(ZnO)、鎳-金(N1-Au)等材料或其組合，透明導(dǎo)電層130的厚度通常在400?5000Α之間，該透明導(dǎo)電層130形成有利于實(shí)現(xiàn)電流擴(kuò)展；如圖4所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054]S140,在透明導(dǎo)電層和N型半導(dǎo)體層上形成金屬電極，該金屬電極包括設(shè)置于透明導(dǎo)電層上的P電極和設(shè)置于N型半導(dǎo)體層上的N電極。
[0055]在本實(shí)施例中，可以通過電子束蒸發(fā)的方式形成金屬電極140，該金屬電極140的材料例如可由鉻(Cr)、鉬(Pt)、金(Au)、鈦(Ti)、鋁(Al)等金屬材料或其組合構(gòu)成，形成金屬電極140的方式同樣需要通過光刻工藝制作光刻膠掩膜圖形，并通過刻蝕工藝形成預(yù)設(shè)的工藝窗口圖形；其中，LED芯片的金屬電極140包括P電極141和N電極142，具體地，P電極141位于P型半導(dǎo)體層120和透明導(dǎo)電層130之上，N電極142位于N型半導(dǎo)體層之上；如圖5所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056]需要說明的是，本實(shí)施例中不同工藝步驟中的掩膜圖形上預(yù)置的工藝窗口圖形通常是不同的，是根據(jù)需要制備的倒裝LED芯片的結(jié)構(gòu)確定的，在進(jìn)行工藝生產(chǎn)前已預(yù)先制備該掩膜圖形。
[0057]S150，在半導(dǎo)體晶片的表面形成保護(hù)層。
[0058]本實(shí)施例提供的LED芯片的制備方法，需要對在半導(dǎo)體晶片上制備的各LED芯片進(jìn)行切割，因此，在切割前需要在已形成金屬電極140的半導(dǎo)體晶片上形成保護(hù)層150，以保護(hù)半導(dǎo)體晶片在切割的過程中不損傷芯片的表面結(jié)構(gòu)，以保障各芯片的使用性能，該保護(hù)層150包括第一保護(hù)層151和第二保護(hù)層152。
[0059]本實(shí)施例提供的方法，形成該保護(hù)層150的具體方式為:在半導(dǎo)體晶片的表面形成第一保護(hù)層151 ;去除金屬電極140上覆蓋的第一保護(hù)層151，并在該半導(dǎo)體晶片表面形成第二保護(hù)層152,該第二保護(hù)層152位于第一保護(hù)層151和金屬電極140的上方,并完全覆蓋該半導(dǎo)體晶片的表面；如圖6所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。在具體實(shí)現(xiàn)中，通過蒸發(fā)或氣相沉積等方式形成第一保護(hù)層151，例如可以為氧化鋁(Al2O3)保護(hù)層，其厚度在500?2000A之間；并通過蝕刻或剝離等方式去除部分第一保護(hù)層151，第一保護(hù)層151覆蓋在半導(dǎo)體晶片表面而僅使金屬電極140裸露在外；進(jìn)一步地，通過蒸發(fā)或氣相沉積等方式形成第二保護(hù)層152，例如可以為硅化物(S12或SiNx)保護(hù)層，厚度在2000?8000A之間。
[0060]需要說明的是，該第二保護(hù)層152位于第一保護(hù)層151之上，并且完全覆蓋半導(dǎo)體晶片表面，該第一保護(hù)層151保護(hù)半導(dǎo)體器件本身，即所制備的LED芯片，為永久性的保護(hù)層。
[0061]S160，對半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，并在減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成背面保護(hù)層。
[0062]在本實(shí)施例中，對半導(dǎo)體晶片背面進(jìn)行減薄，并且可以對減薄后的半導(dǎo)體晶片背面，即藍(lán)寶石面進(jìn)行精細(xì)拋光；作為本實(shí)施例提供的較佳實(shí)施方案，減薄后半導(dǎo)體晶片的整體厚度在150?250um之間，進(jìn)而在半導(dǎo)體晶片的背面形成背面保護(hù)層160。優(yōu)選地，可以通過電子束蒸發(fā)、濺射、氣相沉積等手段在半導(dǎo)體晶片背面形成分布式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Ref lect1n,簡稱為:DBR)層160,該DBR層160不僅用于在背面切割時保護(hù)半導(dǎo)體晶片，對于生成的LED芯片，其出射光到達(dá)襯底100時可以通過該DBR層160對出射光的反射以提高LED芯片的亮度；如圖7所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]需要說明的是，本實(shí)施例提供的方法所制備的為正裝LED芯片，在半導(dǎo)體晶片的背面形成DBR層160，用于對出射光在半導(dǎo)體晶片的背面的DBR層160形成反射，可以將出射光反射到LED芯片的正面或者側(cè)壁，以提高LED芯片的出光效率，進(jìn)而增強(qiáng)該LED芯片的亮度。
[0064]S170，在半導(dǎo)體晶片的切割道位置分別進(jìn)行正面切割和背面切割，使得該半導(dǎo)體晶片中每個LED芯片的部分側(cè)壁裸露。
[0065]在本實(shí)施例中，對半導(dǎo)體晶片的正面和背面都進(jìn)行切割，具體對半導(dǎo)體晶片中各LED芯片的切割道位置進(jìn)行切割，形成正面切割口 210和背面切割口 220，將該半導(dǎo)體晶片中的各芯片切割成彼此分離的單元；如圖8所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0066]需要說明的是，對半導(dǎo)體晶片的背面，即藍(lán)寶石面進(jìn)行切割時，優(yōu)選地，正面和背面的切割總深度相加控制在20?35um，以確保切割后的半導(dǎo)體晶片在后續(xù)的高溫?zé)崴岣g工藝中具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，又能保證裂片的順利進(jìn)行。
[0067]S180，對切割后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕，以在LED芯片的側(cè)壁形成多邊形形貌。
[0068]在本實(shí)施例中，具體將切割后半導(dǎo)體晶片置于200?400°C的高溫?zé)崴嶂羞M(jìn)行腐蝕，該高溫?zé)崴峥梢杂蓾饬姿岷蜐饬蛩岚凑?:1?5:1的比例混合而成，根據(jù)高溫?zé)崴岬臏囟群捅壤ǔ⒏g的時間控制在3?20min之間。
[0069]需要說明的是，高溫?zé)崴釋Π雽?dǎo)體晶片上的正面切割口 210和背面切割口 220的側(cè)壁具有較強(qiáng)的腐蝕效果，由于該濕法腐蝕為各向同性腐蝕，在腐蝕過程中會鉆蝕正面切割口 210和背面切割口 220的側(cè)壁，而改變切口部位的形貌，如圖9所示，為圖1所示實(shí)施例提供的一種LED芯片的制備方法的工藝過程的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為經(jīng)過高溫?zé)崴岣g后的半導(dǎo)體晶片，顯然地，在芯片側(cè)壁的上部和底部形成向內(nèi)凹的倒臺面，該側(cè)壁形貌有利用光線從側(cè)壁射出。
[0070]本實(shí)施例所提供的LED芯片的制備方法，通過對已形成保護(hù)層并進(jìn)行背面減薄后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行正面和背面雙面切割的方式，并結(jié)合濕法腐蝕對減薄后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行側(cè)壁腐蝕，使得生產(chǎn)出的LED芯片的側(cè)壁具備多邊形形貌，該側(cè)壁形貌可有效降低出射光在LED芯片側(cè)壁的全反射，解決了現(xiàn)有技術(shù)制備的LED芯片，由于切割后的芯片側(cè)壁通常為豎直形狀，而導(dǎo)致芯片側(cè)壁的出光效果較差的問題，相應(yīng)地提高了 LED芯片亮度；進(jìn)一步地，采用硅化物作為芯片的保護(hù)層，并在整個半導(dǎo)體晶片表面形成氧化鋁保護(hù)層可以有效保護(hù)芯片正面不受高溫?zé)崴岣g，提高了 LED芯片的生成良率。
[0071]進(jìn)一步地，圖10為本發(fā)明提供的一種LED芯片的制備方法的另一個實(shí)施例的流程圖，在上述圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，S170可以包括:S171，沿半導(dǎo)體晶片的切割道在其正面進(jìn)行激光切割，正面切割的深度在5?15um之間；S172，沿半導(dǎo)體晶片的切割道在其背面進(jìn)行激光切割，背面切割的深度在5?15um之間；其中，正面切割和背面切割的切割面在豎直方向上位于同一位置，以保證裂片的順利進(jìn)行并可獲得良好的側(cè)壁形貌，本實(shí)施例通過調(diào)整激光功率和/或切割時間，可以使最終雙側(cè)表面切割深度總和控制在20?35um之間。
[0072]需要說明的是，本實(shí)施例提供的方法中，S171中對半導(dǎo)體晶片正面進(jìn)行切割可以是在半導(dǎo)體晶片背面減薄之后進(jìn)行的，也可以是在半導(dǎo)體晶片背面減薄之前進(jìn)行的，圖10所示實(shí)施例以S171在160之后執(zhí)行為例予以示出。
[0073]優(yōu)選地，在本實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，S160可以包括:S161，對半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，使得減薄后半導(dǎo)體晶片的整體厚度在150?250um之間；S162，在減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成由第一折射率材料和第二折射率材料交替堆疊形成的DBR層，其中，該第一折射率材料位于DBR層的第一層和最后一層，分別作為該DBR層的黏附層和保護(hù)層；需要說明的是，以DBR層160的生長順序?qū)ι蓪哟芜M(jìn)行編號，上述第一層為緊貼藍(lán)寶石襯底100的一層,最后一層為DBR層160的最外層。在具體實(shí)現(xiàn)中，可以米用氧化娃(S12)材料作為第一層和最后一層，最后一層S12的厚度可以在3000?5000A之間,用于為后續(xù)高溫?zé)崴嵛g刻提供有效的保護(hù)層。
[0074]需要說明的是，DBR層160用于對LED芯片中到達(dá)芯片底面的光進(jìn)行反射，以提高芯片的亮度，因此，該DBR層160的形成是本發(fā)明提供的LED芯片的制備方法中一種優(yōu)選的實(shí)施方案，即并非是獲得本發(fā)明提供的方法中的必要步驟；在本實(shí)施例的另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，可以用氧化硅(S12)保護(hù)層代替DBR層160，僅作為高溫?zé)崴岣g的掩蔽層，最終制備的LED芯片在封裝過程中，其背面保護(hù)層160需要與支架連接，該支架對LED芯片的出射光形成的反射效果類似于DBR層的反射效果，因此，在該實(shí)現(xiàn)方式中，也可以將出射光反射到LED芯片的正面或者側(cè)壁，同樣可以提高LED芯片的出光效率。
[0075]更進(jìn)一步地，本實(shí)施例提供的方法，在S180之后還包括:S190，去除位于第一保護(hù)層和金屬電極上方的第二保護(hù)層，在去除第二保護(hù)層時保留第一保護(hù)層；S200，對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行裂片，以獲得LED芯片，該LED芯片的兩邊側(cè)壁都具有上部倒臺面和底部倒臺面。
[0076]本實(shí)施例在具體實(shí)現(xiàn)中，可以利用緩沖蝕刻液(Buffered Oxide Etch，簡稱為:B0E)去除S12，也就是第二保護(hù)層152，或者采用等離子刻蝕去除上表面該第二保護(hù)層152，并清洗半導(dǎo)體晶片的表面；在對第二保護(hù)層152進(jìn)行刻蝕時，通常選用選擇性較好的刻蝕溶劑或刻蝕氣體，以保證保留第一保護(hù)層151和金屬電極140。進(jìn)而對已切割的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行裂片，獲得本發(fā)明實(shí)施例所制備的LED芯片。
[0077]在本實(shí)施例中，由于采用了雙面激光切片的方式，并結(jié)合高溫?zé)崴岬母g，最終在裂片后的LED芯片上形成具有上部倒臺面181和底部倒臺面182的兩邊側(cè)壁，如圖11所示，為圖10所示實(shí)施例提供的方法所制備的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11中未示出LED芯片中器件200的具體結(jié)構(gòu)，具體對LED芯片的側(cè)壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，可以看出，在LED芯片的兩邊側(cè)壁處，具有上部倒臺面181和底部倒臺面182，該倒臺面可以有效的使LED芯片所產(chǎn)生的光線從側(cè)壁射出?，F(xiàn)有技術(shù)提供的方法所制備的LED芯片的側(cè)壁通常是豎直的，或者僅具有上部倒臺面181，圖中的光線11可以從上部倒臺面181射出，但是光線12會在DBR層形成全反射，因此，降低了 LED芯片的出光效率；通過本發(fā)明實(shí)施例的方法所制備的LED芯片，在芯片側(cè)壁的底部形成底部倒臺面182，即圖11中的光線12可以從該底部倒臺面182處射出，本實(shí)施例提供的方法所制備的LED芯片，使得射向芯片背面且經(jīng)由背面反射回來的光線獲得更高的出射機(jī)會，整體上增加了 LED芯片側(cè)壁出光效率，提高了 LED芯片的產(chǎn)品亮度。
[0078]需要說明的是，圖11中僅示出LED芯片的出射光線的，并未示出該LED芯片的具體結(jié)構(gòu)，圖中側(cè)壁處的虛線用以說明此處為側(cè)壁的延伸段，該LED芯片的側(cè)壁并不能在圖中完整的體現(xiàn)出，僅示出對出射光線形成優(yōu)良出光效果的倒臺面結(jié)構(gòu)。
[0079]請結(jié)合圖9和圖11，也為本發(fā)明提供的一種LED芯片的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例所提供的LED芯片采用本發(fā)明任意實(shí)施例所述的方法制得，其有益效果與上述實(shí)施例相同，在此不再贅述。
[0080]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種LED芯片的制備方法，其特征在于，包括: 在半導(dǎo)體晶片的襯底上依次生長緩沖層、本征半導(dǎo)體層、N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層，以形成發(fā)光外延層； 去除部分P型半導(dǎo)體層和部分發(fā)光層，露出部分N型半導(dǎo)體層； 在所述P型半導(dǎo)體層的表面依次形成電流阻擋層和透明導(dǎo)電層，所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層覆蓋所述P型半導(dǎo)體層； 在所述透明導(dǎo)電層和所述N型半導(dǎo)體層上形成金屬電極，所述金屬電極包括設(shè)置于所述透明導(dǎo)電層上的P電極和設(shè)置于所述N型半導(dǎo)體層上的N電極； 在所述半導(dǎo)體晶片的表面形成保護(hù)層； 對所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，并在所述減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成背面保護(hù)層； 在所述半導(dǎo)體晶片的切割道位置分別進(jìn)行正面切割和背面切割，使得所述半導(dǎo)體晶片中每個LED芯片的部分側(cè)壁裸露； 對所述切割 后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕，以在所述LED芯片的側(cè)壁形成多邊形形貌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層包括第一保護(hù)層和第二保護(hù)層；則所述在所述半導(dǎo)體晶片的表面形成保護(hù)層，包括: 在所述半導(dǎo)體晶片的表面形成第一保護(hù)層； 去除所述金屬電極上覆蓋的第一保護(hù)層，并在所述半導(dǎo)體晶片表面形成第二保護(hù)層，所述第二保護(hù)層位于所述第一保護(hù)層和所述金屬電極的上方，并完全覆蓋所述半導(dǎo)體晶片表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一保護(hù)層為氧化鋁Al2O3保護(hù)層，厚度在500~2000A之間，所述第二保護(hù)層為硅化物保護(hù)層，厚度在2000~8000A之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述半導(dǎo)體晶片的切割道位置分別進(jìn)行正面切割和背面切割，使得所述半導(dǎo)體晶片中每個LED芯片的部分側(cè)壁裸露，包括: 沿所述半導(dǎo)體晶片的切割道在所述半導(dǎo)體晶片的正面進(jìn)行激光切割，所述正面切割的深度在5~15um之間； 沿所述半導(dǎo)體晶片的切割道在所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行激光切割，所述背面切割的深度在5~15um之間； 其中，所述正面切割和所述背面切割的切割面在豎直方向上位于同一位置，所述正面切割和背面切割的切割深度之和在20~35um之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述背面保護(hù)層為分布式布拉格反射DBR層；則所述對所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，并在所述減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成背面保護(hù)層，包括: 對所述半導(dǎo)體晶片的背面進(jìn)行減薄，使得減薄后半導(dǎo)體晶片的整體厚度在150~250um之間； 在所述減薄后的半導(dǎo)體晶片背面形成由第一折射率材料和第二折射率材料交替堆疊形成的DBR層，其中，所述第一折射率材料位于DBR層的第一層和最后一層，分別作為所述DBR層的黏附層和保護(hù)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述切割后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕，包括: 將所述切割后的半導(dǎo)體晶片置于200~400°C的高溫?zé)崴嶂羞M(jìn)行腐蝕，所述高溫?zé)崴嵊蓾饬姿岷蜐饬蛩岚凑?:1~5:1的比例混合而成，所述腐蝕的時間在3~20min之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2~6中任一項所述的方法，其特征在于，所述對所述切割后的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行濕法高溫腐蝕之后，還包括: 去除位于所述第一保護(hù)層和所述金屬電極上方的所述第二保護(hù)層，在去除所述第二保護(hù)層時保留所述第一保護(hù)層； 對所述半導(dǎo)體晶片進(jìn)行裂片，以獲得所述LED芯片，所述LED芯片的兩邊側(cè)壁都具有上部倒臺面和底部倒臺面。
8.一種LED芯 片，其特征在于，所述LED芯片采用如權(quán)利要求1~8中任一項所述的方法制得。
【文檔編號】H01L21/78GK104037278SQ201410301391
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】姚禹, 鄭遠(yuǎn)志, 陳向東, 康建, 梁旭東 申請人:圓融光電科技有限公司