專利名稱：一種垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管芯片(LED)制作方法，尤其涉及一種襯 底置換的芯片制作方法。
背景技術(shù)：
垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管制作方法通常有兩種方法一如圖l所示，是在背金層 34上的碳化硅(SiC)襯底33上生長氮化鎵外延層32，并在氮化鎵外延層32上制作 金屬電極31，利用碳化硅良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，可以直接制作垂直結(jié)構(gòu)的LED;方 法二如圖2所示，是在藍(lán)寶石襯底上生長氮化鎵外延層26，然后在氮化鎵外延層26 上制作接觸、反光層27，然后用電鍍或者基板鍵合(Wafer bonding)的方式制作熱 沉基板，同時(shí)也作為外延層新的襯底，再通過激光剝離的方法使藍(lán)寶石襯底和氮化鎵 外延層分離，外延層轉(zhuǎn)移到新的導(dǎo)熱襯底29上，這樣LED芯片的散熱性能會更好。 目前，在藍(lán)寶石襯底上生長外延層后制作垂直結(jié)構(gòu)LED通常采用激光剝離技術(shù)使外延 層和藍(lán)寶石襯底分離。
上述采用激光剝離技術(shù)分離藍(lán)寶石和外延層的方法主要存在兩個(gè)問題 一是設(shè) 備成本、運(yùn)營費(fèi)用較高，導(dǎo)致LED芯片加工成本增加；二是激光剝離技術(shù)分離藍(lán)寶石 和外延層釆用逐點(diǎn)掃描的方式，激光的能量在藍(lán)寶石與外延層界面處吸收，在激光束 斑大小區(qū)域瞬間產(chǎn)生高溫，使界面處氮化鎵迅速汽化，產(chǎn)生的反沖，使藍(lán)寶石和外延 層分離。由于局部高溫和反沖，有時(shí)會導(dǎo)致有些LED芯片性能劣化，應(yīng)力容易導(dǎo)致外 延層破裂，從而影響激光剝離后的成品率。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服激光剝離技術(shù)制作垂直結(jié)構(gòu)LED芯片存在的問題，本發(fā)明提出一種實(shí)現(xiàn) 襯底轉(zhuǎn)移的方法制作垂直結(jié)構(gòu)LED芯片。
本發(fā)明的目的是提出一種垂直結(jié)構(gòu)LED制造方法，降低藍(lán)寶石和外延層分離的 工藝成本，提高成品率。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，包 括步驟一，制作一LED芯片，所述LED芯片的制作方法包括在藍(lán)寶石襯底上制作外延 層、接觸反光層，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括步驟二，提供一基板，并將所 述LED芯片的接觸反光層與所述基板鍵合；步驟三，去掉所述LED芯片的藍(lán)寶石襯底； 步驟四，在所述外延層上形成N電極。
比較好的是，所述步驟三包括機(jī)械研磨方法。
比較好的是，所述步驟一之后進(jìn)一步包括步驟五，在所述接觸反光層與所述基
板上各形成一金屬焊料層。
比較好的是，所述步驟五之后進(jìn)一步包括步驟六，將所述LED芯片的外延層劃
片刻透至所述藍(lán)寶石襯底。
比較好的是，所述步驟六進(jìn)一步包括光刻、濕法蝕刻和干法蝕刻。 比較好的是，所述金屬焊料層包括金錫焊料。
比較好的是，所述金錫焊料厚度為l-5um。 比較好的是，所述外延層為氮化鎵。
本發(fā)明通過機(jī)械研磨的方法將氮化鎵外延層的藍(lán)寶石襯底去掉，避免了激光剝離 工藝過程中高溫、反沖對芯片的影響。


下面，參照附圖，對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對本發(fā)明方法的詳細(xì)描述 中，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片剖 視圖2是現(xiàn)有技術(shù)中在藍(lán)寶石襯底上生長氮化鎵外延層的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片 剖視圖3 9是本發(fā)明方法的各個(gè)制作步驟結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
請參見圖3，首先，在導(dǎo)熱的熱沉基板12 (比如硅基板)上蒸鍍金屬焊料ll和 背金層13;
接下來，如圖4所示，在藍(lán)寶石襯底17上的氮化鎵外延層16上做金屬反光、接觸層15和金屬焊料14;
如圖5所示，通過光刻、濕法蝕刻、干法蝕刻，在圖4的外延層16上劃片道刻 透至藍(lán)寶石襯底17，使氮化鎵外延層16成為分立的管芯單元；
如圖6所示，將圖1中的熱沉基板12和外延層16鍵合在一起，具體是將劃片后 的金屬焊料14與熱沉基板12上的金屬焊料11相鍵合； 如圖7所示，進(jìn)行機(jī)械研磨，去掉藍(lán)寶石襯底17; 如圖8所示，在氮化鎵外延層16上再制作N電極； 如圖9所示，進(jìn)行劃片、分離管芯，最終得到了制作完成的垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管。
本發(fā)明的制作方法不僅適用于氮化鎵藍(lán)、綠光LED芯片制造，還適用于紅黃光 LED芯片制造。
本方法用高導(dǎo)熱性的襯底代替導(dǎo)熱性較差的藍(lán)寶石襯底。該結(jié)構(gòu)可以增加芯片的 散熱能力，從而控制芯片工作時(shí)的溫度，不但提高芯片的可靠性，而且有助于增大注 入電流密度，增加芯片亮度。
前面提供了對較佳實(shí)施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用本 發(fā)明。對這些實(shí)施例的各種修改對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的，可把這里所述 的總的原理應(yīng)用到其他實(shí)施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本發(fā)明將不限于這里所示的實(shí) 施例，而應(yīng)依據(jù)符合這里所揭示的原理和新特征的最寬范圍。
權(quán)利要求
1、一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，包括步驟一，制作一LED芯片，所述LED芯片的制作方法包括在藍(lán)寶石襯底上制作外延層、接觸反光層，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括步驟二，提供一基板，并將所述LED芯片的接觸反光層與所述基板鍵合；步驟三，去掉所述LED芯片的藍(lán)寶石襯底；步驟四，在所述外延層上形成N電極。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的方法，其特征在于， 所述步驟三包括機(jī)械研磨方法。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的方法，其特征在于，所述步驟 一之后進(jìn)一步包括步驟五，在所述接觸反光層與所述基板上各形成一金屬焊料層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的方法，其特征在于，所述步驟五之后進(jìn)一步包括步驟六，將所述LED芯片的外延層劃片刻透至所述藍(lán)寶石襯底。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的方法，其特征在于， 所述步驟六進(jìn)一步包括光刻、濕法蝕刻和干法蝕刻。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的方法，其特征在于， 所述金屬焊料層包括金錫焊料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的方法，其特征在于， 所述金錫焊料厚度為l-5um。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的方法，其特征在于， 所述外延層為氮化鎵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，包括步驟一，制作一LED芯片，所述LED芯片的制作方法包括在藍(lán)寶石襯底上制作外延層、接觸反光層，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括步驟二，提供一基板，并將所述LED芯片的接觸反光層與所述基板鍵合；步驟三，去掉所述LED芯片的藍(lán)寶石襯底；步驟四，在所述外延層上形成N電極。本發(fā)明提出用機(jī)械研磨的方法去除藍(lán)寶石襯底的方法來制作垂直結(jié)構(gòu)LED芯片。
文檔編號H01L33/00GK101521251SQ20081003397
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者江忠永, 田洪濤 申請人:杭州士蘭明芯科技有限公司