发光二极管的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种发光器件制作方法。发光二极管的制作方法，包括如下步骤：提供一蓝宝石生长衬底，在其正面上形成发光外延结构,其由下而上包含第二半导体层,有源层以及第一半导体层；对所述生长衬底进行减薄抛光，在其背面上形成第一保护层；在前述生长衬底背面进行激光图案划痕；在发光外延结构的外表面上形成第二保护层；对生长衬底进行湿法蚀刻，形成图案结构；去除第一及第二保护层；在第一半导体层上形成第一电极，在第二半导体层上形成第二电极；提供一支撑基板，将第一电极与第二电极采用覆晶封装于支撑基板上,完成发光二级管的制程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更具体地为，是一种覆晶式。
技术介绍
采用蓝宝石成长氮化镓基的高效率蓝绿光发光二级管是目前最普及的技术之一。 蓝宝石衬底特性为一导热性差的透明衬底材料，因此在许多大功率发光二级管的应用上为了解决散热的问题而采用覆晶封装的方式将光从蓝宝石衬底的方向取出。然而，蓝宝石衬底虽为透明衬底，但光无法完全的透过衬底而取出而于接口形成多次反射，经过多次的反射容易造成外延结构的在吸收导致发光效率降低，而蓝宝石衬底因硬度较大，因此在进行图案的加工上有较高的难度，且表面化学稳定性较佳，因此较难进行蚀刻制造表面图案。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种，透过激光划痕的方式来制作图案，并且搭配湿法蚀刻的方式来去除激光划痕所导致的Al2O3烧结物，并且对蓝宝石衬底的非等向性蚀刻以制作出斜边图案，利用此方法能够简单的达到对蓝宝石衬底背面进行图案加工，并且有效的增加其取光效率。，包括如下步骤提供一蓝宝石生长衬底，在其正面上形成发光外延结构，其由下而上包含第二半导体层，有源层以及第一半导体层；对所述生长衬底进行减薄抛光，在其背面上形成第一保护层；在前述生长衬底背面进行激光图案划痕； 在发光外延结构的外表面上形成第二保护层；对生长衬底进行湿法蚀刻，形成图案结构； 去除第一及第二保护层；在第一半导体层上形成图案，定义第二电极区，蚀刻第二电极区至第二半导体层并裸露出第二半导体层；在第一半导体层上形成第一电极，在裸露出的第二半导体层上形成第二电极；将第一电极与第二电极采用覆晶封装于支撑基板上，完成发光二级管的制备。优选地，所述第一半导体层为ρ型氮化镓基半导体，第二半导体层为η型氮化镓基半导体。优选地，所述第一及第二保护层材料选用Si02、SiNx、Ni中的一种或其组合。优选地，所述激光图案划痕深度小于或等于减薄后之蓝宝石衬底厚度的1/4。优选地，所述湿法蚀刻之温度范围为150°C 3500C，其蚀刻液选自&S04、H3PO4, KOH中的一种或其组合。优选地，所述湿法蚀刻对蓝宝石衬底进行等向性蚀刻，形成具有斜边的图案结构。优选地，所述湿法蚀刻针对蓝宝石生长衬底C (0001)面进行蚀刻。优选地，所述湿法蚀刻沿着蓝宝石生长衬底结晶面{ll-2k}方向进行蚀刻，其中 k随着蚀刻深度及角度改变，其k值介于2飞之间，且为整数。优选地，所述第一电极及第二电极的材料选用Ni、Al、Ag、Cr、Pt、Au、AuSn, AgSn, AgSnCu中的一种或其组合。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是采用本专利技术能够简易的获得具蓝宝石图案化结构的覆晶型发光二级管制作方法，具有此图案化的蓝宝石衬底能够有效的提升覆晶型发光二级管的取光效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图广图9是本专利技术发光二极管制备过程的截面示意图。图10是根据本专利技术之制作方法所制备的一种发光二极管的结构示意图。图中100初始蓝宝石生长衬底；101减薄抛光后的蓝宝石生长衬底；102图案化蓝宝石生长衬底；200发光外延结构；201 η型半导体层；202有源层；203 ρ型半导体层；301第一保护层；302第二保护层；400 Al2O3烧结层；501 ρ电极；502 η电极；600支撑基板。具体实施例方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。一种，其步骤如下如图ι所示，先提供蓝宝石长衬底100，在其正表面上外延生长发光外延结构200，其至下而上包含η型半导体层201、有源层202、ρ型半导体层203。 下一步，将蓝宝石长衬底100减薄抛光至一定厚度101，其结构剖面图如图2所示。下一步，在减薄抛光后的蓝宝石长衬底101背面上形成第一保护层301，保护层 301的材料可选用Si02、SiNx, Ni中的一种或其组合，其结构剖面图如图3所示。下一步，如图4所示，利用激光划片机在第一保护层301上进行图案定义，划痕深度最好小于或等于减薄后之蓝宝石衬底厚度的1/4，其立体结构图如图5所示。经过激光划片机后蓝宝石长衬底101背面形成Al2O3烧结层400。如图6所示，在发光外延层200的顶面上形成第二保护层302，保护层301的材料可选用Si02、SiNx, Ni中的一种或其组合，其立体结构图如图7所示。下一步，采用湿法蚀刻后将Al2O3烧结层400去除干净，其蚀刻条件为蚀刻温度范围为150°C 350 °C，蚀刻液选自H2S04、H3P04、K0H中的一种或其组合，其结构剖面图如图 8所示。在一个优选实施例中，为了取得更好地取光效果，对蓝宝石生长衬底C (0001)面进行等向性蚀刻，获得具有侧面的图案结构。在另一个优选实施例中，湿法蚀刻沿着蓝宝石生长衬底结晶面{ll_2k}方向进行蚀刻，其中k根据具体的蚀刻深度及角度进行变化，其 k值介于2飞之间。下一步，去除第一保护层301及第二保护层302，蓝宝石生长衬底102背面为图案化结构，其结构剖面图如图9所示。下一步，利用覆晶封装完成发光二极管的制程。具体工艺如下提供一支撑基板 600，其上分布上η电极金属层和ρ电极金属层；在η型半导体层上制作η电极502，在ρ型半导体层上制作P电极501 ；将η电极502和ρ电极501分别与支撑基板上的η电极金属层和P电极金属层键合。其结构剖面图如图10所示。依上述工艺制备的发光二级管结构，如图10所示，从下至上依次包括最底层为支撑基板600 ；形成于第二基板600上的η电极金属层和ρ电极金属层；分别与η电极金属层和P电极金属层连接的η电极及ρ电极；发光外延结构200依序为ρ型半导体层203、有源层202以及η型半导体层；具图案化结构的蓝宝石生长衬底102。以上实施例仅供说明本专利技术之用，而非对本专利技术的限制。有关
的技术人员在不脱离本本专利技术的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本专利技术的范畴，应由各权利要求限定。权利要求1.，包括如下步骤提供一蓝宝石生长衬底，在其正面上形成发光外延结构，其由下而上包含第二半导体层，有源层以及第一半导体层；对所述生长衬底进行减薄抛光，在其背面上形成第一保护层；在前述生长衬底背面进行激光图案划痕；在发光外延结构的外表面上形成第二保护层；对生长衬底进行湿法蚀刻，形成图案结构；去除第一及第二保护层；在第一半导体层上形成第一电极，在第二半导体层上形成第二电极；提供一支撑基板，将第一电极与第二电极采用覆晶封装于支撑基板上，完成发光二级管的制程。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述第一半导体层为P 型氮化镓基半导体，第二半导体层为η型氮化镓基半导体。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少华，吴志强，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：