一种LED芯片及其制作方法

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种LED芯片及其制作方法。

背景技术

随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED的应用也越来越广泛，人们越来越关注LED在显示屏的发展前景。LED芯片，其功能就是把电能转化为光能，具体的，包括外延叠层和分别设置在外延叠层上的N型电极和P型电极。所述外延叠层包括P型半导体层、N型半导体层以及位于所述N型半导体层和P型半导体层之间的有源层，当有电流通过LED芯片时，P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子会向有源层移动，并在所述有源层复合，使得LED芯片发光。

随着显示用LED芯片的尺寸越来越小，LED芯片所需减薄的厚度越来越薄；以目前3*5Mil为例，厚度需要减薄到50μm以下。如此是因为：对于小尺寸LED芯片，其单位面积产生的热量增大，生长衬底的热导率和厚度会直接影响芯片的散热，故需要衬底尽量减薄。

然而，现有的研磨设备由于其终点检测模块的终点检测(end point detection)不准确，导致研磨工艺的停止时间不准确，部分不应当被去除的膜层被研磨或/和部分应当被去除的膜层未被去除，致使研磨厚度不均匀的现象，如在研磨衬底的过程中，通常会出现LED芯粒的中心厚度偏厚而边缘已经被研磨没了的情况；同时，在研磨过程中，由于蓝宝石衬底本身应力的存在，经常性出现破片的情况。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种LED芯片及其制作方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED芯片及其制作方法，以解决现有的LED芯片在衬底研磨过程中出现的研磨厚度不均匀及破片的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种LED芯片的制作方法，包括如下步骤：

S01、提供一复合衬底，所述复合衬底包括沿生长方向依次堆叠的第一衬底、键合层以及第二衬底；

S02、在所述复合衬底表面生长外延叠层，所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层；

S03、将所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；

S04、对所述外延叠层的边缘进行深度蚀刻形成衬底裸露部；

S05、沉积绝缘反射层，所述绝缘反射层通以被保持在所述衬底裸露部的方式包覆外延叠层；并通过光刻工艺蚀刻所述绝缘反射层，使其具有分别裸露所述凹槽底面和所述台面部分表面的通孔；

S06、制作第一电极和第二电极，所述第一电极通过通孔层叠于所述凹槽底面并向上延伸至所述绝缘反射层的表面；所述第二电极通过通孔层叠于所述台面并向上延伸至所述绝缘反射层的表面；

S07、沿所述复合衬底的一侧，通过磨边工艺，使所述LED芯片的边缘裸露所述键合层；

S08、通过刻蚀所述键合层，同步去除所述键合层及第一衬底；

其中，所述第二衬底的厚度满足支撑所述外延叠层的要求。

优选地，在所述步骤S08中通过湿法刻蚀所述键合层。

优选地，所述复合衬底的形成包括在温度和压强的作用下，将所述第一衬底和第二衬底键合而成。

优选地，所述键合层包括氧化硅、氮化硅中的至少一种。

优选地，所述第二衬底包括硅或蓝宝石或碳化硅。

优选地，所述第一衬底包括硅、蓝宝石、碳化硅、氮化镓、氮化铝中的任意一种。

优选地，还包括在所述台面形成电流扩展层。

优选地，在所述ITO表面和所述凹槽底面分别形成电流扩展金属；且，所述第一电极和第二电极分别通过嵌入所述绝缘反射层的通孔的方式，与对应所述电流扩展金属形成接触。

优选地，所述第一电极和第二电极包括铬、镍、铝、钛、铂、金、钯、银、金锡合金、锡合金的一种或者多种堆叠而成。

本发明还提供了一种LED芯片，所述LED芯片通过上述任一项所述的制作方法而获得。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的LED芯片及其制作方法，通过提供一复合衬底，所述复合衬底包括沿生长方向依次堆叠的第一衬底、键合层以及第二衬底；接着，在所述复合衬底表面生长外延叠层并形成对应的接触电极后，沿所述复合衬底的一侧，通过磨边工艺，使所述LED芯片的边缘裸露所述键合层；最后通过刻蚀所述键合层，同步去除所述键合层及第一衬底；其中，所述第二衬底的厚度满足支撑所述外延叠层的要求。如此，在避免对衬底整体进行物理研磨的同时，亦可实现对LED芯片减薄时的均匀性。同时，在本发明的LED芯片的制作过程中，无需对第二衬底进行直接加工处理，而LED芯片的最终厚度由第二衬底的厚度决定，因此，本发明的LED芯片厚度易于控制，尤其适用于小尺寸的LED芯片。最后，本发明所提供的LED芯片的制作方法，在实现上述有益效果的同时，其工艺制作简单、便捷、便于生产化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1至图8为本发明实施例中所提供的LED芯片的制作方法步骤所对应的结构示意图；

图9为本发明实施例中所提供的LED芯片的结构示意图；

图中符号说明：

1、复合衬底，11、第一衬底，12、键合层，13、第二衬底；

2、外延叠层，21、第一型半导体层，22、有源区，23、第二型半导体层；

3、凹槽；

4、台面；

5、衬底裸露部；

6、电流扩展层；

7、电流扩展金属；

8、绝缘反射层，81、通孔；

9、第一电极；

10、第二电极。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清晰，下面结合附图对本发明的内容作进一步说明。本发明不局限于该具体实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种LED芯片的制作方法，包括如下步骤：

S01、如图1所示，提供一复合衬底1，所述复合衬底1包括沿生长方向依次堆叠的第一衬底11、键合层12以及第二衬底13；

本发明实施例中，所述复合衬底1的形成包括在温度和压强的作用下，将所述第一衬底11和第二衬底13键合而成。

本发明实施例中，所述键合层12包括氧化硅、氮化硅中的至少一种。

本发明实施例中，所述第二衬底13包括硅或蓝宝石或碳化硅。

本发明实施例中，所述第一衬底11包括硅、蓝宝石、碳化硅、氮化镓、氮化铝中的任意一种。

S02、如图2所示，在所述复合衬底1表面生长外延叠层2，所述外延叠层2至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层21、有源区22以及第二型半导体层23；

本发明实施例中，所述外延叠层2的第一型半导体层21、有源区22以及第二型半导体层23的类型在本实施例中也可以不受限制，例如，第一型半导体层21可以是但不限于氮化镓层，相应地，第二型半导体层23可以是但不限于氮化镓层。

S03、如图3所示，将所述外延叠层2的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层21形成凹槽3及台面4；

本发明实施例中，可通过在外延叠层2表面通过光刻胶光刻制作图形，然后再使用ICP对光刻胶裸露区域进行干法蚀刻至部分所述的第一型半导体层21形成凹槽3及台面4；需要强调的是，本实施例对此刻蚀工艺不做限制。

S04、如图4所示，对所述外延叠层2的边缘进行深度蚀刻形成衬底裸露部5；

本发明实施例中，可通过在外延叠层2表面使用光刻胶光刻制作图形，使外延叠层2的边缘裸露，然后使用ICP对裸露区域继续干法蚀刻形成衬底裸露部5；需要强调的是，本实施例对此刻蚀工艺不做限制。

S05、如图5所示，在所述台面4的表面制作电流扩展层6；

本发明实施例中，所述电流扩展层6包括ITO、IZO、IGO、ZnO中的一种或多种。

本发明实施例中，通过在整个LED芯片表面使用蒸镀或者溅镀的方式沉积形成电流扩展层6后，通过在氮气保护氛围内进行退火。接着，通过使用HCl(盐酸)与FeCl

S06、如图6所示，在所述ITO表面和所述凹槽3底面分别形成电流扩展金属7；

本发明实施例中，所述电流扩展金属7包括铬、镍、铝、钛、铂、金、钯、银中的一种或者多种。

S07、如图7所示，沉积绝缘反射层8，所述绝缘反射层8通以被保持在所述衬底裸露部5的方式包覆外延叠层2；并通过光刻工艺蚀刻所述绝缘反射层8，使其具有分别裸露所述凹槽3底面和所述台面4部分表面的通孔81；

本发明实施例中，所述绝缘反射层8包括DBR反射层。

本发明实施例中，所述衬底裸露部5环绕所述外延叠层2的四周；所述绝缘反射层8以被保持在所述衬底裸露部5的方式层叠于所述第二衬底13，并环绕所述外延叠层2的四周。

本发明实施例中，沉积所述DBR反射层后，使用光刻胶对LED芯片表面图形制作，再使用干法蚀刻的方式对DBR反射层裸露区进行蚀刻，形成裸露所述凹槽3底面和所述台面4部分表面的通孔81。

S08、如图8所示，制作第一电极9和第二电极10，所述第一电极9通过通孔81层叠于所述凹槽3底面并向上延伸至所述绝缘反射层8的表面；所述第二电极10通过通孔81层叠于所述台面4并向上延伸至所述绝缘反射层8的表面；

本发明实施例中，所述第一电极9和第二电极10包括铬、镍、铝、钛、铂、金、钯、银、金锡合金、锡合金的一种或者多种堆叠而成。

本发明实施例中，在DBR反射层表面使用负胶制作电极图形，然后使用蒸镀方式沉积金属，撕金去胶后完成电极图形制作。

其中，第二电极10通过裸露所述台面4的通孔81与对应的电流扩展金属7电连接，并向上延伸至所述DBR反射层的表面；所述第一电极9通过裸露所述凹槽3底面的通孔81与对应的电流扩展金属7电连接，并向上延伸至所述DBR反射层的表面。

S09、沿所述复合衬底1的一侧，通过磨边工艺，使所述LED芯片的边缘裸露所述键合层12；

S10、通过刻蚀所述键合层12，同步去除所述键合层12及第一衬底11；

其中，所述第二衬底13的厚度满足支撑所述外延叠层2的要求。

本发明还提供了一种LED芯片，所述LED芯片通过上述任一项所述的制作方法而获得。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的LED芯片及其制作方法，通过提供一复合衬底1，所述复合衬底1包括沿生长方向依次堆叠的第一衬底11、键合层12以及第二衬底13；接着，在所述复合衬底1表面生长外延叠层2并形成对应的接触电极后，沿所述复合衬底1的一侧，通过磨边工艺，使所述LED芯片的边缘裸露所述键合层12；最后通过刻蚀所述键合层12，同步去除所述键合层12及第一衬底11；其中，所述第二衬底13的厚度满足支撑所述外延叠层2的要求。如此，在避免对衬底整体进行物理研磨的同时，亦可实现对LED芯片减薄时的均匀性。同时，在本发明的LED芯片的制作过程中，无需对第二衬底13进行直接加工处理，而LED芯片的最终厚度由第二衬底13的厚度决定，因此，本发明的LED芯片厚度易于控制，尤其适用于小尺寸的LED芯片。最后，本发明所提供的LED芯片的制作方法，在实现上述有益效果的同时，其工艺制作简单、便捷、便于生产化。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。