一种基于激光剥离的半导体发光器件的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103943741103943741A(43)申请公布日2014.07.23(21)申请号201310017195.6(22)申请日2013.01.17(71)申请人易美芯光(北京)科技有限公司地址100176北京市大兴区亦庄经济技术开发区科创十四街99号汇龙森科技园2号楼4层(72)发明人朱浩范振灿(74)专利代理机构南昌新天下专利商标代理有限公司36115代理人施秀瑾(51)Int.Cl.H01L33/02(2010.01)H01L21/683(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图5页附图5页(54)发明名称一种基于激光剥离的半导体发光器件的制备方法(57)摘要本发明提供了一种在激光剥离蓝宝石衬底过程中，对LED管芯进行保护的方法。本发明提出在刻蚀外延层形成分立的管芯时，在管芯之间保留了部分外延层作为隔离带，解决了激光剥离过程中管芯边缘破裂的问题，提高了成品率。本发明应用于GaN基半导体发光器件的制备。CN103943741ACN103947ACN103943741A权利要求书1/1页1.一种半导体发光器件的制备方法，包括：在蓝宝石衬底上依次生长缓冲层、N型GaN层、活性层、P型GaN层，形成外延层；刻蚀所述外延层至暴露蓝宝石衬底以产生多个分立的管芯，每两个相邻的所述管芯之间都保留部分外延层作为隔离带，并且管芯四周的隔离带至少有一处是不相连的；采用激光剥离方法去除蓝宝石衬底。2.根据权利要求1所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：所述管芯四周的隔离带是相互分立的。3.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：所述刻蚀是采用ICP或RIE干法刻蚀。4.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：所述隔离带的宽度为5-100微米。5.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：所述隔离带的宽度为20-40微米。6.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：所述隔离带与相邻管芯边缘之间槽的宽度为1-100微米。7.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：在激光剥离蓝宝石衬底之前，对蓝宝石衬底进行减薄和抛光。8.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：在激光剥离蓝宝石衬底之前，将刻蚀后的外延层与支撑基板结合。9.根据权利要求8所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：所述刻蚀后的外延层与支撑基板结合的方法为共晶键合或涂胶后固化。10..根据权利要求8所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：将刻蚀后的外延层与支撑基板结合之后，在支撑基板的另一侧涂敷树脂胶，在树脂胶上设置辅助基板，并使用紫外光固化所述树脂胶，去除所述辅助基板后激光剥离蓝宝石衬底，去除所述树脂胶；也可以在激光剥离蓝宝石衬底之后将所述辅助基板和树脂胶一并去除。11..根据权利要求1所述的半导体发光器件的制备方法，其特征在于：在激光剥离蓝宝石衬底之前，在刻蚀后的外延层上涂胶并与第一临时基板固化；激光剥离蓝宝石衬底之后，将剥离面与第二临时基板结合；去除第一临时基板；与支撑基板键合；去除第二临时基板。2CN103943741A说明书1/3页一种基于激光剥离的半导体发光器件的制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体发光器件的制备工艺。更具体而言，本发明涉及采用激光剥离过程中对GaN基外延层保护的方法。背景技术[0002]蓝宝石衬底作为GaN基LED外延生长的主要衬底，其导电性和散热性都比较差。由于蓝宝石衬底导电性差，传统的GaN基LED要采用横向结构，导致电流堵塞和发热。而较差的导热性能限制了发光器件的功率。采用激光剥离技术将蓝宝石衬底去除后，将发光二极管做成垂直结构，可以有效解决散热和出光问题。为了提高GaN基LED的光效和功率，提出了激光剥离蓝宝石衬底技术，即在蓝宝石衬底上制备外延层之后，将外延层与支撑基板结合，然后采用激光剥离方法去除蓝宝石衬底，将器件做成垂直结构。但是成品率低是产业化应用激光剥离蓝宝石衬底技术的瓶颈。由于功率限制，必需对外延片逐个管芯扫描才能完成整个蓝宝石衬底的剥离。通常而言，激光光斑最开始照射的管芯是完整的，生长界面处的GaN吸收激光分解生成了氮气，氮气的逸出会使得相邻未剥离管芯的边缘破裂。同时已经剥离的部分与未剥离的GaN薄膜之间的应力也会使GaN薄膜破裂。发明内容[0003]为解决在激光剥离蓝宝石衬底过程中存在的分立的管芯边缘破裂的问题，本发明提出一种半导体发光器件的制备方法，包括以下步骤：在蓝宝石衬底上依次生长缓冲层、N型GaN层、活性层、P型GaN层，形成外延层；刻蚀所述外延层至暴露