CN104465897B - 发光二极管晶粒的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管晶粒的制造方法，其包括以下步骤：提供一基板；在该基板表面形成缓冲层；在该缓冲层表面形成过渡层，该过渡层为InGaN材质；继续在该过渡层上生长磊晶层，该磊晶层包括依次生长的第一半导体层、发光层及第二半导体层；对该过渡层进行活化处理，即对该过渡层进行激光照射，该激光的波长为420nm‑520nm，且活化温度为1000‑1400℃以及将该基板和缓冲层自该磊晶层上分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体元件的制造方法，特别涉及一种发光二极管晶粒的制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
现有的发光二极管晶粒通常包括蓝宝石基板、缓冲层以及在该缓冲层表面生长的半导体发光结构。然而上述结构存在以下问题：蓝宝石基板的导热系数较差，使得发光二极管晶粒的散热性能较差；半导体发光结构所发出的朝向蓝宝石基板一侧的光线在进入蓝宝石基板后，会被蓝宝石基板所吸收，从而降低发光二极管晶粒的出光效率。因此该蓝宝石基板需要剥离。
传统的发光二极管晶粒的基板被移除后，磊晶层的表面还具有一缓冲层，常需用电感式耦合电浆干蚀刻***(inductively coupled plasma，ICP)去除。然而对于垂直结构的发光二极管晶粒，可能因蚀刻强度控制不当，导致均匀度不佳无法有效地将缓冲层去除完整，或不小心去除到磊晶层，如此造成后续制造时出现问题，如电性偏高等；另外，蚀刻过程所需的时间也相对冗长。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种基板较易剥离的发光二极管晶粒的制造方法。
一种发光二极管晶粒的制造方法，其包括以下步骤：提供一基板，该基板为蓝宝石基板；在该基板表面形成缓冲层；在该缓冲层表面形成过渡层，该过渡层为InGaN材质；继续在该过渡层上生长磊晶层，该磊晶层包括依次生长的第一半导体层、发光层及第二半导体层；对该过渡层进行活化处理，即对该过渡层进行激光照射，该激光的波长为420nm-520nm，且活化温度为1000-1400℃；将该基板和缓冲层自该磊晶层上分离。
与现有技术相比，本发明的发光二极管晶粒的制造方法中，在缓冲层与磊晶层之间设置一过渡层，且过渡层为InGaN薄膜，通过将温度加热到1000-1400℃，且对其进行激光照射，该激光的波长大于420nm，导致过渡层被固化分离。如此能够得到单独地磊晶层，避免了蚀刻不均匀的问题，同时降低了后续制造工序出现问题的风险，且耗时较短，生产效率高。
附图说明
图1是本发明的发光二极管晶粒的制造方法中所提供的基板、缓冲层、过渡层和磊晶层的示意图。
图2是本发明的发光二极管晶粒的制造方法中将基板、缓冲层和过渡层剥离的示意图。
主要元件符号说明
发光二极管晶粒 100
基板 10
缓冲层 20
过渡层 30
磊晶层 40
第一半导体层 41
发光层 42
第二半导体层 43
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
以下对本发明一实施例提供的发光二极管晶粒100的制造方法进行详细说明。
请参阅图1，首先提供一基板10。于本实施例中，基板10由蓝宝石(sapphire)材料制成。
在基板10上依次磊晶形成缓冲层20。缓冲层20可通过机金属化学气相沉积法(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition；MOCVD)、分子束磊晶法(Molecular BeamEpitaxy；MBE)或卤化物化学气相磊晶法(Hydride Vapor Phase Epitaxy；HVPE)等方式生长于基板10表面。本实施例中，缓冲层20为未掺杂的氮化镓。
在缓冲层20上依次形成过渡层30。过渡层30可通过机金属化学气相沉积法(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition；MOCVD)、分子束磊晶法(Molecular BeamEpitaxy；MBE)或卤化物化学气相磊晶法(Hydride Vapor Phase Epitaxy；HVPE)等方式生长于缓冲层20表面。本实施例中，过渡层30为InGaN薄膜，且其厚度为至
再次采用金属有机气相沉积方法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)、分子束磊晶法(Molecular Beam Epitaxy；MBE)或卤化物化学气相磊晶法(HydrideVapor Phase Epitaxy；HVPE)等方式在过渡层30上继续生长磊晶层40。磊晶层40包括依次生长的第一半导体层41、发光层42及第二半导体层43。本实施例中第一半导体层41优选为一N型氮化镓层，发光层42优选为多重量子井(muti-quantum well)氮化镓层，第二半导体层43优选为P型氮化镓层。
请同时参阅图2，利用激光剥离技术，对过渡层30进行活化处理，即将温度加热到1000-1400℃，且对其进行激光照射。该激光的波长为420-520nm。由于激光的波长大于420nm，故激光的能量不会影响缓冲层20，而直接对过渡层30进行活化作用。此时InGaN薄膜因热聚集而形成球形，故过渡层30被固化分离。如此得到单独地磊晶层40。
本发明在缓冲层20与磊晶层40之间设置一过渡层30，且过渡层30为InGaN薄膜，通过将温度加热到1000-1400℃，且对其进行激光照射，该激光的波长为420-520nm，导致过渡层30被固化分离。如此得到单独的磊晶层40，避免了蚀刻不均匀的问题，同时降低了后续制造工序出现问题的风险，且耗时较短，生产效率高。
本发明的技术内容及技术特点已揭露如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作出种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为所附的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种发光二极管晶粒的制造方法，包括以下步骤：
提供一基板；
在所述基板表面形成缓冲层；
在所述缓冲层表面形成过渡层，该过渡层为InGaN材质；
继续在所述过渡层上生长磊晶层，该磊晶层包括依次生长的第一半导体层、发光层及第二半导体层；
对所述过渡层进行活化处理，其中对该过渡层进行激光照射，该激光的波长为420nm-520nm，且活化温度为1000-1400℃；及
将该基板和缓冲层自该磊晶层上分离。
2.如权利要求1所述的发光二极管晶粒的制造方法，其特征在于，该第一半导体层为N型半导体层，第二半导体层为P型半导体层。
3.如权利要求1所述的发光二极管晶粒的制造方法，其特征在于，该过渡层的厚度为至
4.如权利要求1所述的发光二极管晶粒的制造方法，其特征在于，该缓冲层为未掺杂的氮化镓材料制成。
5.如权利要求1所述的发光二极管晶粒的制造方法，其特征在于，该缓冲层、过渡层和磊晶层均是通过有机金属化学气相沉积法、分子束磊晶法或卤化物化学气相磊晶法生长而成的。
6.如权利要求1所述的发光二极管晶粒的制造方法，其特征在于，该基板为蓝宝石基板。
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