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CN103426978B - Led芯片的制造方法 - Google Patents

Led芯片的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种LED芯片制造方法，该制造方法包括步骤：提供基底；在基底上形成缓冲层以及第一半导体层；于该第一半导体层上形成光阻以及围绕该光阻的阻挡层，该阻挡层朝向该光阻的内侧面与该第一半导体层所夹设的内角呈角度θ；移除该光阻，该阻挡层围设成磊晶区域；于该磊晶区域内生成发光结构，该发光结构包括发光层与第二半导体层；去除该阻挡层，外露出该发光结构的外侧面以及未被该发光结构遮挡的部分该第一半导体层；及于该外露的第一半导体层与该发光结构的第二半导体层上分别形成二电极。上述步骤制造完成的LED芯片的发光结构的侧面倾斜角度不受晶格的影响，故可在制程中调整，因此可以根据不同需求制造出具有不同倾斜角度的斜面的发光结构。

Description

LED芯片的制造方法
技术领域
本发明设计一种LED芯片制造方法。
背景技术
LED（Light-emitting diode, 发光二极管）产业是近几年最受瞩目的产业之一，发展至今，LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期时间长、且不含汞、具有环保效益等优点，因此被认为是新世代绿色节能照明的最佳光源。采取倒截顶锥形状的外形，可提高LED芯片的出光角度，进而增加出光量。目前制成倒截顶锥形状外形的LED芯片一般在生成方形LED芯片之后通过蚀刻的方法（例如湿式蚀刻法等蚀刻方法）将LED芯片的四周腐蚀成倒截顶锥形状。然而，湿式蚀刻法蚀刻的角度只能限定为晶格方向，所以LED芯片的侧面只会形成特定角度的斜面。因此，现有的湿式蚀刻法无法根据具体需求设计LED芯片侧面的倾斜角度。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可制作出不同倾斜角度的侧面的LED芯片制造方法。
一种LED芯片制造方法，该制造方法包括步骤：提供基底；在基底上形成缓冲层以及第一半导体层；于该第一半导体层上形成光阻以及围绕该光阻的阻挡层，该阻挡层朝向该光阻的内侧面与该第一半导体层所夹设的内角呈角度θ；移除该光阻，该阻挡层围设成磊晶区域；于该磊晶区域内生成发光结构，该发光结构包括发光层与第二半导体层；去除该阻挡层，外露出该发光结构的外侧面以及未被该发光结构遮挡的部分该第一半导体层；及于该外露的第一半导体层与该发光结构的第二半导体层上分别形成二电极。
上述步骤制造完成的LED芯片由于其发光结构的侧面为一斜面，故可有效提高LED芯片的出光量以及出光角度。并且该发光结构的侧面的倾斜角度不受晶格的影响，故可在制程中调整，因此可以根据不同需求制造出具有不同倾斜角度的斜面的发光结构。
附图说明
图1是本发明LED芯片制造方法的第一步骤。
图2是本发明LED芯片制造方法的第二步骤。
图3是本发明LED芯片制造方法的第三步骤。
图4是本发明LED芯片制造方法的第四步骤。
图5是本发明LED芯片制造方法的第五步骤。
图6是本发明LED芯片制造方法的第六步骤。
图7是本发明LED芯片制造方法的第七步骤。
主要元件符号说明
10 基板
20 缓冲层
31 第一N型层
32 第二N型层
40 发光层
50 P型层
60 导电层
71、72 电极
80 阻挡层
81 磊晶区域
90 光阻
100 LED芯片
200 发光结构
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1-7，示出了本发明LED芯片100制造方法，其主要包括如下各个步骤：
步骤一：请参阅图1，提供一基底10，为形成各个半导体层做支撑。该基板10作为生长其他半导体结构的基板10，其由硅、碳化硅、蓝宝石、陶瓷、或其他合适的材料制成。该基板10也可为一胶带或其他具有粘性的软性材料，使得该基板10可在后续过程中去除。
步骤二：请参阅图2，在该基板10上表面依次向上外延生长缓冲层20以及第一N型层31。该缓冲层20为未掺杂的氮化镓（GaN）层，该第一N型层31为N型氮化镓层。可以理解地，该缓冲层20基于基板10去除的情况下也可以在后续过程中去除。该缓冲层20完全覆盖该基板10且比基板10薄。该缓冲层20用于减少该第一N型层31的晶格错位，使该第一N型层31具有较佳的生长品质。
步骤三：请参阅图3，于该第一N型层31表面使用黄光制程涂布光阻90，并以化学气相沉积法沉积阻挡层80。该阻挡层80由二氧化硅材料制成。该光阻90涂布于该第一N型层31的中间位置，该阻挡层80围绕该光阻90设置。该光阻90剖面呈一上底长于下底的等腰梯形状，其腰与下底之间呈一大于90度的夹角。在本实施方式中，该阻挡层80的剖面也呈二梯形状设置于光阻90的左右两侧。该阻挡层80的剖面的每一梯形为上底短于下底的梯形，其腰与下底之间呈一小于90度的夹角θ。该阻挡层80的腰与下底之间的夹角θ可通过控制黄光制程中的相关参数或化学气相沉积的各种条件来确定。可以理解地，该阻挡层80的剖面不一定呈梯形，也可以根据实际需求进行变换。调整形成该光阻90的黄光制程的条件以及形成该阻挡层80的气相沉积法的条件，即可调整该阻挡层80的侧面与底面的角度θ，从而适应不同的需求。优选地，该角度θ的取值范围为大于0度小于90度。该阻挡层80的高度小于光阻90的高度。
步骤四：请参阅图4，移除该光阻90，该阻挡层80围设形成一中空的磊晶区域81。该阻挡层80朝向该磊晶区域81的侧面与该第一N型层31形成所述角度θ。
步骤五：请参阅图5，在磊晶区域81内暴露出的的第一N型层31上依次向上外延生长第二N型层32、发光层40以及P型层50，形成发光结构200。该第二N型层32、发光层40以及P型层50均利用金属有机化合物化学气相沉淀生成。该第二N型层32与该第一N型层31由相同材料制成。该P型层50为P型氮化镓层。该发光结构200的各层均由氮化镓材料制成。该发光结构200沿该磊晶区域81的轮廓生成，也即是沿着该阻挡层80围成该磊晶区域81的侧面生成，并填满该磊晶区域81。
步骤六：请参阅图6，移除该阻挡层80。利用氢氟酸（BOE）将该阻挡层80全部蚀刻。未被该发光结构200覆盖的部分第一N型层31外露出一平台。由该第二N型层32、发光层40以及P型层50共同形成的发光结构200的侧面外露，并共同形成一上底长于下底的梯形的截面。该发光结构200的侧面为一斜面，其与该第一N型层31形成的外角为一锐角θ，该角度θ与阻挡层80朝向该磊晶区域81的侧面与该第一N型层31形成的角度θ相同。由于该阻挡层80朝向该磊晶区域81的侧面与该第一N型层31形成的角度θ可在步骤三中通过调整光阻90的黄光制程的条件以及形成该阻挡层80的气相沉积法的条件改变，因此可间接地改变发光层200侧面的倾斜角度θ。
步骤七：请参阅图7，在该P型层50上表面形成一导电层60。该导电层60由例如氧化铟锡等透明导电材料制成。于该导电层60上设置一电极71。于外露的第一N型层31表面设置一电极72。由此，LED芯片100制造完成。当二电极71、72外接正向电压时，该发光层40发光。
上述步骤制造完成的LED芯片100由于其发光结构200的侧面为一从上至下朝内逐渐倾斜的斜面，故可有效提高LED芯片100的出光量以及出光角度。并且该发光结构200的侧面的倾斜角度θ可在制程中灵活调整，因此可以根据不同需求制造出具有不同倾斜角度的斜面的发光结构200，而不会受限于半导体材料的晶格方向。又由于该发光结构200的侧面是通过蚀刻阻挡层80外露的，因此可以省略晶粒台面蚀刻（mesa）制程中的电感耦合等离子体反应器（ICP）蚀刻外露该第一N型层31的平台的步骤。
当然，该发光结构200也可不包括该第二N型层32，而直接在该第一N型层31上形成发光层40。可以理解地，在该缓冲层20上形成的半导体层也可定义为第一半导体层，在该发光层40上形成的半导体层也可定义为第二半导体层。该第一半导体层不仅限制为N型层，其也可以为P型层，对应的，该第二半导体层也可以为N型层。

Claims (3)

1.一种LED芯片制造方法，该制造方法包括步骤：
提供基底；
在基底上形成缓冲层以及第一半导体层；
于该第一半导体层上形成光阻以及围绕该光阻的阻挡层，该阻挡层朝向该光阻的内侧面与该第一半导体层所夹设的内角呈角度θ；
移除该光阻，该阻挡层围设成磊晶区域；
于该磊晶区域内生成发光结构，该发光结构包括发光层与第二半导体层；
去除该阻挡层，外露出该发光结构的外侧面以及未被该发光结构遮挡的部分该第一半导体层；及
于该外露的第一半导体层与该发光结构的第二半导体层上分别形成一电极。
2.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于：该光阻通过黄光制程涂布，该阻挡层通过气相沉积法沉积法形成。
3.如权利要求1所述的LED芯片制造方法，其特征在于：该光阻的剖面呈一上底长于下底的梯形。
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