CN104201254A - 一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法，属于半导体技术领域。所述方法包括：在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形；在蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和图形上生长外延层，得到外延片；在外延层中形成划片道，划片道从外延片的第一表面延伸至蓝宝石衬底的第一表面，从外延片的第一表面俯视外延片，划片道位于第二区域内；在外延片上制备电流阻挡层、电流扩展层和电极，并减薄外延片；在外延片的第二表面蒸镀ODR；从外延片的第一表面沿着划片道进行激光划片；对外延片进行裂片加工，得到LED芯片。本发明解决了外延片极易破碎、外延片直接报废、为制造商带来成本损失的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件，具有体积小、亮度高、能耗小的特点，被广泛的应用于显示屏，背光源和照明领域。
ODR(Omni Directional Reflector，全角反射镜)主要是由金属、以及二氧化硅、氧化钛组成，可以对任何方向入射的光都具有高反射率，通常将ODR蒸镀在LED外延片的蓝宝石衬底上，增加平均反射效率，提高LED芯片的光提取效率。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于对蓝宝石衬底进行隐形切割时激光不能通过ODR，故一般先进行隐形切割完成划片，然后在光学镀膜机中完成ODR的蒸镀，再通过裂片机完成裂片加工。但是按照先划片再蒸镀ODR的方式，会造成外延片极易破碎，导致外延片直接报废，为制造商带来成本损失。
发明内容
为了解决现有技术会造成外延片极易破碎，导致外延片直接报废，为制造商带来成本损失的问题，本发明实施例提供了一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法，所述方法包括：
在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形；
在所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和所述图形上生长外延层，得到外延片，所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域为所述蓝宝石衬底的第一表面中除所述蓝宝石衬底的第一表面的第一区域之外的区域；
在所述外延层中形成划片道，所述划片道从所述外延片的第一表面延伸至所述蓝宝石衬底的第一表面，所述外延片的第一表面为所述外延片的与所述蓝宝石衬底相反的一侧的表面，从所述外延片的第一表面俯视所述外延片，所述划片道位于所述第二区域内；
在所述外延片上制备电流阻挡层、电流扩展层和电极，并减薄所述外延片；
在所述外延片的第二表面蒸镀ODR，所述外延片的第二表面为与所述外延片的第一表面相反的表面；
从所述外延片的第一表面沿着所述划片道进行激光划片；
对所述外延片进行裂片加工，得到LED芯片。
在本发明一种可能的实现方式中，所述在所述外延层中形成划片道，包括：
在所述外延片的第一表面沉积二氧化硅层；
在所述二氧化硅层上涂覆光刻胶；
对所述二氧化硅层上的光刻胶进行曝光、曝光后烘培PEB、显影，去除所述二氧化硅层的部分区域的光刻胶；
采用湿法腐蚀，在所述二氧化硅层内形成划片道；
采用等离子体刻蚀，沿着所述二氧化硅层内的划片道形成所述外延层内的划片道；
采用湿法腐蚀，去除所述二氧化硅层。
可选地，所述在所述外延片的第一表面沉积二氧化硅层，包括：
采用等离子体增强化学气相沉积法PECVD，在所述外延片的第一表面沉积二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为700-1000nm。
可选地，所述湿法腐蚀采用缓冲氧化蚀刻剂BOE溶液。
可选地，所述等离子体刻蚀形成所述外延层内的划片道时，上电极功率为1800-2400W，下电极功率为300-400W，刻蚀压力为2.5-3.5mtorr，刻蚀温度为0-10℃，刻蚀气体为20-40sccm的三氯化硼和100-140sccm的氯气。
在本发明另一种可能的实现方式中，所述在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形，包括：
在蓝宝石衬底的第一表面涂覆光刻胶；
对所述蓝宝石衬底的第一表面上的光刻胶进行曝光、曝光后烘培PEB、显影，去除所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和部分第一区域的光刻胶；
采用等离子刻蚀，在所述蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形。
可选地，所述光刻胶的厚度为2-4um。
可选地，所述等离子刻蚀形成图形时，上电极功率为1700-1900W，下电极功率为350-500W，刻蚀压力为2.5-3.5mtorr，刻蚀温度为30-45℃，刻蚀气体为80-120sccm的三氯化硼。
在本发明又一种可能的实现方式中，所述在所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和所述图形上生长外延层，得到外延片，包括：
在所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和所述图形上依次沉积N型层、有源层、P型层，形成外延片；
在所述外延片的第一表面涂覆光刻胶；
对所述外延片的第一表面上的光刻胶进行曝光、曝光后烘培PEB、显影，去除所述外延片的第一表面的部分区域的光刻胶；
采用等离子刻蚀，在所述外延片的第一表面形成从所述P型层延伸到所述N型层的凹槽。
在本发明又一种可能的实现方式中，所述在所述外延片的第二表面蒸镀ODR，包括：
在所述外延片放入光学蒸镀机之后，抽真空至5.0*E-5Pa；
采用电子束在所述外延片的第二表面蒸镀五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层，并在五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层上蒸镀一层氧化铝层；
采用电子束在所述氧化铝层上蒸镀金属银的膜层；
在所述金属银的膜层上再蒸镀一层氧化铝层。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过首先在外延层中形成划片道，划片道从外延片的第一表面延伸至蓝宝石衬底的第一表面，外延片的第一表面为外延片的与蓝宝石衬底相反的一侧的表面，然后在外延片的第二表面蒸镀ODR，外延片的第二表面为与外延片的第一表面的相反的表面，接着从外延片的第一表面沿着划片道进行激光划片，避开了对蓝宝石衬底进行隐形切割时激光不能通过ODR的问题，先蒸镀ODR再划片，解决了由于按照先划片再蒸镀ODR的方式而造成的外延片极易破碎、外延片直接报废、为制造商带来成本损失的问题，大大降低了外延片破裂的风险和由此带来的成本损失，节约了LED芯片的制造成本。而且，在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形，从外延片的第一表面俯视外延片，划片道位于第二区域内，蓝宝石衬底的第一表面的第二区域为蓝宝石衬底的第一表面中除蓝宝石衬底的第一表面的第一区域之外的区域，也就是说，划片道内没有图形，沿着划片道进行激光划片时，避免了图形将激光能量散射到划片道附近的外延层造成外延层烧伤，进而影响LED芯片的外观和光电参数的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种具备ODR的LED芯片的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的光刻板的示意图；
图3a-图3g是本发明实施例提供的制备LED芯片的过程中LED芯片的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的形成划片道的流程图；
图5a-图5d是本发明实施例提供的形成划片道的过程中外延片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本发明实施例提供了一种具备ODR的LED芯片的制备方法，参见图1，该方法包括：
步骤100：清洗蓝宝石衬底。
在本实施例中，蓝宝石衬底的成分包括氧化铝。
具体地，该步骤100为现有技术，在此不再详述。
步骤101：在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形。
可以理解地，步骤101的目的是得到PSS(Patterned Sapphire Substrate，图形化蓝宝石衬底)，提高LED芯片的出光效率。其中，PSS是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻工艺将掩膜刻出图形，利用ICP(等离子体刻蚀)技术刻蚀蓝宝石得到的。
在本实施例的一种实现方式中，该步骤101可以包括：
在蓝宝石衬底的第一表面涂覆光刻胶；
对蓝宝石衬底的第一表面上的光刻胶进行曝光、PEB(Post Exposure Baking，曝光后烘培)、显影，去除蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和部分第一区域的光刻胶；
采用等离子刻蚀，在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形。
需要说明的是，等离子刻蚀形成图形时，容易控制图形的形貌，并且工艺稳定性较好。
在本实施例中，蓝宝石衬底的第一表面的第二区域(图3a中用粗线表示)为蓝宝石衬底的第一表面中除蓝宝石衬底的第一表面的第一区域之外的区域。
图2为去除蓝宝石衬底的第一表面的部分第一区域和第二区域的光刻胶采用的光刻板的示意图，图2中覆盖黑色圆点的区域为蓝宝石衬底的第一表面的第一区域，空白区域为蓝宝石衬底的第一表面的第二区域，黑色区域表示保留光刻胶的区域。图3a为步骤101执行之后的LED芯片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形。
在具体实现中，光刻时先涂覆一层光刻胶，然后经过曝光和显影，待刻蚀的区域会裸露出来。然后采用等离子刻蚀，就可以同时对光刻胶和待刻蚀的区域进行刻蚀，从而形成图形。
可选地，光刻胶的厚度可以为2-4um。
可选地，等离子刻蚀形成图形时，上电极功率可以为1700-1900W，下电极功率可以为350-500W，刻蚀压力可以为2.5-3.5mtorr，刻蚀温度可以为30-45℃，刻蚀气体可以为80-120sccm的三氯化硼。
可选地，在步骤101之后，该方法还可以包括：
去除残留的光刻胶。
优选地，去除光刻胶可以采用有机溶剂。
具体地，有机溶剂可以包括NMP(N-甲基吡咯烷酮)。
步骤102：在蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和图形上生长外延层，得到外延片。
图3b为步骤102执行之后的LED芯片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，31为N型层，32为有源层，33为P型层。
在本实施例中，外延片的尺寸可以为两英寸，也可以为四英寸，本申请对此不作限制。
在本实施例的另一种实现方式中，该步骤102可以包括：
在蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和图形上依次沉积N型层、有源层、P型层，形成外延片；
在外延片的第一表面涂覆光刻胶；
对外延片的第一表面上的光刻胶进行曝光、PEB、显影，去除外延片的第一表面的部分区域的光刻胶；
采用等离子刻蚀，在外延片的第一表面形成从P型层延伸到N型层的凹槽。
需要说明的是，从P型层延伸到N型层的凹槽，便于N电极的制备。
可选地，在蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和图形上依次沉积N型层、有源层、P型层，形成外延片，可以包括：
采用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，有机金属化学气相沉积法)，在蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和图形上依次沉积N型层、有源层、P型层，形成外延片。
可选地，等离子体刻蚀形成凹槽时，上电极功率可以为1800-2400W，下电极功率可以为300-400W，刻蚀压力可以为2.5-3.5mtorr，刻蚀温度可以为0-10℃，刻蚀气体可以为20-40sccm的三氯化硼和100-140sccm的氯气。
可选地，外延片的厚度可以为6-7um。
步骤103：在外延层中形成划片道。
在本实施例中，划片道从外延片的第一表面延伸至蓝宝石衬底的第一表面，外延片的第一表面为外延片的与蓝宝石衬底相反的一侧的表面，从外延片的第一表面俯视外延片，划片道位于第二区域内。
图3c为步骤103执行之后的LED芯片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，4为划片道。
在本实施例的又一种实现方式中，参见图4，该步骤103可以包括：
步骤103a：在外延片的第一表面沉积二氧化硅层。
图5a为步骤103a执行之后的外延片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，5为二氧化硅层。
可选地，该步骤103a可以包括：
采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)，在外延片的第一表面沉积二氧化硅层。
优选地，二氧化硅层的厚度可以为700-1000nm。由于等离子体刻蚀形成外延层和PSS中的划片道时，会同时刻蚀二氧化硅层，若二氧化硅层的厚度小于700nm，则会由于二氧化硅层的厚度较少而无法保护外延层，造成等离子体损伤外延层。而若二氧化硅层的厚度大于1000nm，则会浪费资源。
步骤103b：在二氧化硅层上涂覆光刻胶。
步骤103c：对二氧化硅层上的光刻胶进行曝光、PEB、显影，去除二氧化硅层的部分区域的光刻胶。
步骤103d：采用湿法腐蚀，在二氧化硅层内形成划片道。
图5b为步骤103d执行之后的外延片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，4为划片道，5为二氧化硅层。
具体地，二氧化硅层内的划片道的厚度与二氧化硅层的厚度相等。
优选地，湿法腐蚀可以采用BOE(Buffered Oxide Etchant，缓冲氧化蚀刻剂)溶液。
具体地，BOE溶液包括氢氟酸和氯化铵。其中，氟化铵在腐蚀过程中可以起到缓冲作用，便于控制腐蚀速率。
需要说明的是，在执行步骤101d之后，会利用甩干机冲水甩干。
步骤103e：采用等离子体刻蚀，沿着二氧化硅层内的划片道形成N型层内的划片道。
图5c为步骤103e执行之后的外延片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，4为划片道，5为二氧化硅层。
可以理解地，执行步骤101d之后，外延层上非划片道的区域有二氧化硅层保护，因此进行等离子刻蚀时，腐蚀气体只会沿着二氧化硅层内的划片道进行刻蚀，去除从二氧化硅层内的划片道处裸露出来的外延层，从而形成外延层内的划片道。
在具体实现中，该步骤103e可以采用ICP(等离子体刻蚀)机实现。
具体地，外延层内的划片道的厚度与划片道处的外延层的厚度相等。
可选地，等离子体刻蚀形成外延层内的划片道时，上电极功率可以为1800-2400W，下电极功率可以为300-400W，刻蚀压力可以为2.5-3.5mtorr，刻蚀温度可以为0-10℃，刻蚀气体可以为20-40sccm的三氯化硼和100-140sccm的氯气。
需要说明的是，刻蚀深度可以根据刻蚀速率和刻蚀时间计算得到，当刻蚀速率一定时，可以通过调整刻蚀时间来获取需要的刻蚀深度。在本实施例中，划片道位于N型层内，刻蚀深度大于划片道处的N型层的厚度，可以保证N型层内的划片道刻蚀干净。
步骤103f：采用湿法腐蚀，去除二氧化硅层。
图5d为步骤103f执行之后的外延片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，4为划片道。
优选地，湿法腐蚀可以采用BOE溶液，对二氧化硅的腐蚀效率较快。
具体地，BOE溶液包括氢氟酸。
可选地，在步骤103f之前，该方法还可以包括：
去除残留的光刻胶，并冲水甩干。
优选地，去除光刻胶可以采用有机溶剂。
具体地，有机溶剂可以包括NMP。
需要说明的是，采用上述实现方式，可以将划片道处的外延层和PSS去除干净，使划片时激光顺利进入PSS，且不会损伤划片道边缘处的外延层。
步骤104：在外延片上制备CBL(Current Blocking Layer，电流阻挡层)、电流扩展层和电极，并减薄外延片。
图3d为步骤104执行之后的LED芯片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，4为划片道，6为CBL，7为电流扩展层，8为电极。
具体地，电流扩展层为ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)层。
可选地，减薄后的外延片的厚度可以为130-150um。
在具体实现中，可以采用PECVD制备CBL，采用蒸发台在外延片上制备电流扩展层和电极。
步骤105：在外延片的第二表面蒸镀ODR。
在本实施例中，外延片的第二表面为与外延片的第一表面相反的表面。
图3e为步骤105执行之后的LED芯片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，4为划片道，6为CBL，7为电流扩展层，8为电极，9为ODR。
在具体实现中，该步骤105可以采用光学镀膜机实现。
可选地，该步骤105可以包括：
在外延片放入光学蒸镀机之后，抽真空至5.0*E-5Pa；
采用电子束在外延片的第二表面蒸镀五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层，并在五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层上蒸镀一层氧化铝层；
采用电子束在氧化铝层上蒸镀金属银的膜层；
在金属银的膜层上再蒸镀一层氧化铝层。
需要说明的是，通过蒸镀不同的氧化物和金属银实现ODR，可以提高芯片的发光亮度。
具体地，五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层的层数可以为20层。
在具体实现中，蒸镀五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层和在五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层上的氧化铝层时，离子源的功率可以为800-1000W。蒸镀金属银的膜层时，离子源熄火。蒸镀金属银的膜层上的氧化铝层时，需要重新开启离子源，可以将离子源的功率稳定在1000W。
需要说明的是，氧化铝的作用是防止膜层暴露在空气中被氧化。
步骤106：从外延片的第一表面沿着划片道进行激光划片。
图3f为步骤106执行之后的LED芯片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，4为划片道，6为CBL，7为电流扩展层，8为电极，9为ODR。
在具体实现中，该步骤106可以采用隐形切割技术实现。激光功率可以为0.3-0.6W，激光频率可以为90-110KHz，切深可以为40-50um。
步骤107：对外延片进行裂片加工，得到LED芯片。
图3g为步骤107执行之后的LED芯片的结构示意图。其中，1为蓝宝石衬底，2为图形，3为外延层，6为CBL，7为电流扩展层，8为电极，9为ODR。
可以理解地，在步骤107以前且在步骤106之后，还可以包括步骤：通过显微镜检查划片道边缘处的氮化镓是否被激光灼伤。若划片道边缘处的外延层灼伤，则表示这些芯片都被损伤，不能正常发光，或者光电性能异常，无需继续加工。
本发明实施例通过首先在外延层中形成划片道，划片道从外延片的第一表面延伸至蓝宝石衬底的第一表面，外延片的第一表面为外延片的与蓝宝石衬底相反的一侧的表面，然后在外延片的第二表面蒸镀ODR，外延片的第二表面为与外延片的第一表面的相反的表面，接着从外延片的第一表面沿着划片道进行激光划片，避开了对蓝宝石衬底进行隐形切割时激光不能通过ODR的问题，先蒸镀ODR再划片，解决了由于按照先划片再蒸镀ODR的方式而造成的外延片极易破碎、外延片直接报废、为制造商带来成本损失的问题，大大降低了外延片破裂的风险和由此带来的成本损失，节约了LED芯片的制造成本。而且，在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形，从外延片的第一表面俯视外延片，划片道位于第二区域内，蓝宝石衬底的第一表面的第二区域为蓝宝石衬底的第一表面中除蓝宝石衬底的第一表面的第一区域之外的区域，也就是说，划片道内没有图形，沿着划片道进行激光划片时，避免了图形将激光能量散射到划片道附近的外延层造成外延层烧伤，进而影响LED芯片的外观和光电参数的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具备全角反射镜ODR的发光二极管LED芯片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形；
在所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和所述图形上生长外延层，得到外延片，所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域为所述蓝宝石衬底的第一表面中除所述蓝宝石衬底的第一表面的第一区域之外的区域；
在所述外延层中形成划片道，所述划片道从所述外延片的第一表面延伸至所述蓝宝石衬底的第一表面，所述外延片的第一表面为所述外延片的与所述蓝宝石衬底相反的一侧的表面，从所述外延片的第一表面俯视所述外延片，所述划片道位于所述第二区域内；
在所述外延片上制备电流阻挡层、电流扩展层和电极，并减薄所述外延片；
在所述外延片的第二表面蒸镀ODR，所述外延片的第二表面为与所述外延片的第一表面相反的表面；
从所述外延片的第一表面沿着所述划片道进行激光划片；
对所述外延片进行裂片加工，得到LED芯片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述外延层中形成划片道，包括：
在所述外延片的第一表面沉积二氧化硅层；
在所述二氧化硅层上涂覆光刻胶；
对所述二氧化硅层上的光刻胶进行曝光、曝光后烘培PEB、显影，去除所述二氧化硅层的部分区域的光刻胶；
采用湿法腐蚀，在所述二氧化硅层内形成划片道；
采用等离子体刻蚀，沿着所述二氧化硅层内的划片道形成所述外延层内的划片道；
采用湿法腐蚀，去除所述二氧化硅层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述外延片的第一表面沉积二氧化硅层，包括：
采用等离子体增强化学气相沉积法PECVD，在所述外延片的第一表面沉积二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为700-1000nm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述湿法腐蚀采用缓冲氧化蚀刻剂BOE溶液。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述等离子体刻蚀形成所述外延层内的划片道时，上电极功率为1800-2400W，下电极功率为300-400W，刻蚀压力为2.5-3.5mtorr，刻蚀温度为0-10℃，刻蚀气体为20-40sccm的三氯化硼和100-140sccm的氯气。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述在蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形，包括：
在蓝宝石衬底的第一表面涂覆光刻胶；
对所述蓝宝石衬底的第一表面上的光刻胶进行曝光、曝光后烘培PEB、显影，去除所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和部分第一区域的光刻胶；
采用等离子刻蚀，在所述蓝宝石衬底的第一表面的第一区域形成图形。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光刻胶的厚度为2-4um。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述等离子刻蚀形成图形时，上电极功率为1700-1900W，下电极功率为350-500W，刻蚀压力为2.5-3.5mtorr，刻蚀温度为30-45℃，刻蚀气体为80-120sccm的三氯化硼。
9.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和所述图形上生长外延层，得到外延片，包括：
在所述蓝宝石衬底的第一表面的第二区域和所述图形上依次沉积N型层、有源层、P型层，形成外延片；
在所述外延片的第一表面涂覆光刻胶；
对所述外延片的第一表面上的光刻胶进行曝光、曝光后烘培PEB、显影，去除所述外延片的第一表面的部分区域的光刻胶；
采用等离子刻蚀，在所述外延片的第一表面形成从所述P型层延伸到所述N型层的凹槽。
10.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述外延片的第二表面蒸镀ODR，包括：
在所述外延片放入光学蒸镀机之后，抽真空至5.0*E-5Pa；
采用电子束在所述外延片的第二表面蒸镀五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层，并在五氧化三钛和二氧化硅交替的膜层上蒸镀一层氧化铝层；
采用电子束在所述氧化铝层上蒸镀金属银的膜层；
在所述金属银的膜层上再蒸镀一层氧化铝层。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104617193A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-13 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法 |
| CN105206573A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-30 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种发光二极管制备方法 |
| CN107634129A (zh) * | 2017-08-11 | 2018-01-26 | 华为技术有限公司 | 半导体发光芯片、半导体发光模组、显示装置和终端设备 |
| CN104617193B (zh) * | 2015-01-23 | 2018-02-09 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法 |
| CN116207182A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-06-02 | 北京智创芯源科技有限公司 | 芯片制备方法及电子器件 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030077847A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-04-24 | Yoo Myung Cheol | Method of making diode having reflective layer |
| CN101355118A (zh) * | 2007-07-25 | 2009-01-28 | 中国科学院半导体研究所 | 光学复合膜作电极的GaN功率型LED的制备方法 |
| CN101359707A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-04 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN102593286A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-07-18 | 武汉迪源光电科技有限公司 | 一种大功率led的制备方法 |
| CN102751397A (zh) * | 2011-04-22 | 2012-10-24 | 比亚迪股份有限公司 | 一种蓝宝石图形衬底激光剥离的方法 |
| CN103515491A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种发光二极管的制造方法 |
-
2014
- 2014-07-31 CN CN201410373189.9A patent/CN104201254B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030077847A1 (en) * | 2001-10-22 | 2003-04-24 | Yoo Myung Cheol | Method of making diode having reflective layer |
| CN101355118A (zh) * | 2007-07-25 | 2009-01-28 | 中国科学院半导体研究所 | 光学复合膜作电极的GaN功率型LED的制备方法 |
| CN101359707A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-02-04 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN102751397A (zh) * | 2011-04-22 | 2012-10-24 | 比亚迪股份有限公司 | 一种蓝宝石图形衬底激光剥离的方法 |
| CN102593286A (zh) * | 2012-03-14 | 2012-07-18 | 武汉迪源光电科技有限公司 | 一种大功率led的制备方法 |
| CN103515491A (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-15 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种发光二极管的制造方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104617193A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-13 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法 |
| CN104617193B (zh) * | 2015-01-23 | 2018-02-09 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种具备全角反射镜的发光二极管芯片的制备方法 |
| CN105206573A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-12-30 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种发光二极管制备方法 |
| CN105206573B (zh) * | 2015-08-20 | 2018-05-22 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种发光二极管制备方法 |
| CN107634129A (zh) * | 2017-08-11 | 2018-01-26 | 华为技术有限公司 | 半导体发光芯片、半导体发光模组、显示装置和终端设备 |
| CN116207182A (zh) * | 2023-01-29 | 2023-06-02 | 北京智创芯源科技有限公司 | 芯片制备方法及电子器件 |
| CN116207182B (zh) * | 2023-01-29 | 2024-03-12 | 北京智创芯源科技有限公司 | 芯片制备方法及电子器件 |
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