Led芯片及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種LED芯片及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明器件作為新一代的固體冷光源，由于具有低能耗、壽命長、易控制和安全環(huán)保等特點，因此，是目前最為理想的節(jié)能環(huán)保照明產(chǎn)品，適用各種場所。
[0003]目前，氮化鎵基LED器件作為新型的節(jié)能、環(huán)保光源，已經(jīng)成為固體照明技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。并且，垂直結(jié)構(gòu)的氮化鎵基LED器件由于具有電流分布均勻、電流產(chǎn)生的熱量小、電壓降低、和發(fā)光效率高等諸多優(yōu)點，已經(jīng)受到了人們的廣泛關(guān)注，且其研究已經(jīng)取得了一系列的進展。
[0004]目前，垂直結(jié)構(gòu)芯片的切割分離工藝都是采用激光切割的方式，而由于襯底需要有足夠的厚度才能保證襯底轉(zhuǎn)移后垂直結(jié)構(gòu)芯片整體的機械支撐性能，從而保證垂直結(jié)構(gòu)芯片質(zhì)量的穩(wěn)定性，因此在垂直結(jié)構(gòu)芯片進行激光切割工藝過程中，往往用較大的激光功率對襯底進行切割，這樣會因為激光的灼燒效會使垂直結(jié)構(gòu)芯片的亮度產(chǎn)生衰減。此外，現(xiàn)有垂直結(jié)構(gòu)芯片大部分采用金屬及金屬合金作為襯底，因此在激光切割的過程中還容易因為金屬的回熔而導(dǎo)致雙胞或者多晶的現(xiàn)象，從而影響良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種LED芯片及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因激光切割芯片產(chǎn)生芯片亮度衰減，影響LED芯片性能，不利于LED芯片大規(guī)模生產(chǎn)的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種LED芯片的制作方法，包括:
提供第一襯底；
在所述第一襯底上依次形成外延層和金屬反射層，其中，所述外延層包括依次形成的N型氮化鎵層、有源層、P型氮化鎵層；
對所述金屬反射層背離所述第一襯底一側(cè)表面進行刻蝕，形成貫穿所述金屬反射層至所述外延層背離所述第一襯底一側(cè)表面的圖形化的第一坑道；
將第二金屬襯底固定在所述金屬反射層背離所述第一襯底一側(cè)表面上；
對所述第二金屬襯底背離所述第一襯底一側(cè)表面與第一坑道垂直投影相對應(yīng)區(qū)域進行圖形化刻蝕，形成不貫穿所述第二金屬襯底的第二坑道；
在所述第二坑道沿所述第二金屬襯底背離所述第一襯底一側(cè)垂直方向形成光刻膠；在所述第二金屬襯底背離所述第一襯底一側(cè)形成第三金屬襯底，所述第三金屬襯底與所述光刻膠厚度相等；
將第四襯底固定在所述第三金屬襯底和所述光刻膠背離所述第一襯底一側(cè)表面上； 激光剝離所述第一襯底；
在所述外延層背離所述第二金屬襯底一側(cè)表面形成N型電極； 移除所述第四襯底；
去除所述光刻膠，形成第二坑道連接；
沿所述第二坑道連接對所述第二金屬襯底和所述外延層進行劈裂，形成單顆LED芯片。
[0007]優(yōu)選的，所述第二坑道面積小于等于第一坑道面積。
[0008]優(yōu)選的，所述第二坑道的刻蝕深度為5-20um。
[0009]優(yōu)選的，采用焊接工藝將所述第二金屬襯底焊接在所述金屬反射層背離所述第一襯底一側(cè)表面上，在所述第二金屬襯底與所述金屬反射層之間形成焊接層。
[0010]優(yōu)選的，采用電鍍工藝或化學(xué)鍍工藝在所述金屬反射層上形成所述第三金屬襯底，其中所述第三金屬襯底由所述光刻膠隔離。
[0011]優(yōu)選的，采用粘接工藝將所述第四襯底粘接在所述第三金屬襯底和所述光刻膠背離所述第一襯底一側(cè)表面上。
[0012]優(yōu)選的，在所述外延層形成之前，形成一氮化鎵緩沖層。
[0013]優(yōu)選的，在激光剝離所述第一襯底后，形成所述N型電極前，對所述氮化鎵緩沖層進行表面粗化。
[OOM] 優(yōu)選的，所述金屬反射層為六8、六1、？(1、？1:、411、￥、祖、11中的一種或幾種合金。
[0015]優(yōu)選的，所述第二金屬襯底為高導(dǎo)熱高導(dǎo)電金屬襯底，如Cu、N1、Mo、Mn、Sn、Pd、Pt、Au中的一種或幾種合金，其厚度小于等于50微米。
[0016]優(yōu)選的，所述第三金屬襯底為高導(dǎo)熱高導(dǎo)電金屬襯底，如Cu、N1、Mo、Mn、Sn、Pd、Pt、Au中的一種或幾種合金，其厚度范圍為50-200微米。
[0017]優(yōu)選的，所述第四襯底為硬質(zhì)襯底，如藍(lán)寶石，硅、碳化硅、硬質(zhì)金屬中的一種，其厚度范圍為300-1000微米。
[0018]優(yōu)選的，所述金屬反射層是采用電子束蒸發(fā)或者磁控濺射工藝形成的。
[0019]優(yōu)選的，采用光刻、顯影、蝕刻等工藝形成第一坑道。
[0020]優(yōu)選的，采用光刻、顯影、蝕刻等工藝形成第二坑道。
[0021]優(yōu)選的，所述N型電極是采用電子束蒸鍍、磁控濺射、電鍍或化學(xué)鍍工藝形成。
[0022]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種LED芯片，所述LED芯片采用上述制作方法制作而成。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明所提供的LED芯片及其制作方法，通過在第一金屬襯底形成第二坑道，并在第二坑道沿垂直方向形成光刻膠，在第二金屬襯底背離第一襯底一側(cè)形成第三金屬襯底，第三金屬襯底與光刻膠厚度相等，其中，光刻膠把第三金屬襯底隔離開，在后續(xù)的步驟中，把光刻膠去掉，形成第二坑道連接，因此在后續(xù)的步驟中不需要對第三金屬襯底進行激光切割，從而避免了激光切割過程中金屬襯底的回熔而導(dǎo)致雙胞或者多晶的問題，提高了芯片的整體性能。
[0024]另外，第二坑道與第一坑道呈垂直投影，在后續(xù)的劈裂過程中，每顆芯片之間只有部分的第二金屬襯底、金屬反射層和外延層相連接，總的厚度非常小，只需要通過劈刀就能劈裂開，不需要進行激光切割，避免了激光對外延層的損傷導(dǎo)致芯片光衰和良率低，從而提尚芯片的良率。
[0025]此外，通過第四襯底作為臨時的支持襯底，加強了芯片的整體機械強度，避免了在后續(xù)的激光剝離第一襯底時導(dǎo)致芯片碎裂、脫焊和降低產(chǎn)品良率，提高了芯片的穩(wěn)定性和良率。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明實施例一提供的LED制作方法的流程圖；
圖2a-2j為本發(fā)明實施例一提供的LED制作工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]結(jié)合圖1至圖2j所示，圖1為本申請實施例提供的一種LED芯片的制作方法的流程圖，圖2a至圖2j為圖1制作方法流程圖對應(yīng)的結(jié)構(gòu)流程圖；其中，制作方法包括:
S1、提供第一襯底。
[0030]參考圖2a所示，提供第一襯底100，其中，第一襯底的材質(zhì)為藍(lán)寶石、硅、碳化硅、硬質(zhì)金屬中的一種，其厚度范圍為300-1000微米。
[0031]S2、形成外延層和金屬反射層。
[0032]參考圖2b所不，在第一襯底100任意一表面形成外延層200，其中，外延層包括位于第一襯底表面的N型氮化鎵層201、位于N型氮化鎵層背離第一襯底一側(cè)的有源層202和位于有源層背離第一襯底一側(cè)的P型氮化鎵層203。
[0033]以及，位于外延層200背離第一襯底一側(cè)的金屬反射層300。具體的，采用電子束蒸發(fā)或者磁控濺射工藝在P型氮化鎵層203上蒸鍍金屬反射層300，金屬反射層300由Ag、Al、卩(1^411、￥、附、11或其合金構(gòu)成，其厚度范圍約為10011111~50011111，而后將第一襯底放置在氮氣的環(huán)境中高溫退火5min?60min，以使形成的金屬反射層更加致密均勾，歐姆接觸性能更加良好。
[0034]需要說明的是，本申請實施例在外延層形成之前，在第一襯底上形成一氮化鎵緩沖層，圖中沒有標(biāo)出。
[0035]S3、對金屬反射層進行圖形化刻蝕，形成第一坑道。
[0036]參考圖2c所示，采用光刻、顯影、蝕刻等工藝在金屬反射層300背離第一襯底一側(cè)表面進行刻蝕，形成貫穿金屬反射層300至外延層200背離第一襯底一側(cè)表面的圖形化的第一坑道301。
[0037]S4、將第二金屬襯底固定在金屬反射層背離第一襯底一側(cè)表面上。
[0038]參考圖2d所示，采用焊接工藝將第二金屬襯底400焊接在金屬反射層300表面上。其中，第二金屬襯底為高導(dǎo)熱高導(dǎo)電金屬襯底，如Cu、N1、Mo、Mn、Sn、Pd、Pt、Au中的一種或幾種合金，其厚度小于等于50微米。
[0039]另外，在第二金屬襯底400與金屬反射層300之間形成一焊接層，圖中沒有顯示焊接層。焊接層使第二金屬襯底與金屬反射層之間更好地固定在一起，在后續(xù)剝離第一襯底時，進一步避免芯片脫焊，碎裂。
[0040]S5、對第二金屬襯底進行圖形化刻蝕，形成第二坑道。
[0041]參考圖2e所示，采用光刻、顯影、蝕刻等工藝在第二金屬襯底400背離第一襯底一側(cè)表面與第一坑道301垂直投影相對應(yīng)區(qū)域進行圖形化刻蝕，形成不貫穿所述第二金屬襯底400的第二坑道401。具體的，第二坑道401面積小于等于第一坑道301面積，第二坑道的刻蝕深度為5_20um。第二坑道與第一坑道呈垂直投影，有利于后續(xù)形成單顆芯片