專利名稱：在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用銦鎵鋁氮(InGaAlN)半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)的制 造。更具體而 言，本發(fā)明涉及一種用于切割在金屬襯底上制造的LED的技術(shù)。InGaAlN半導(dǎo) 體材料在硅生長襯底上生長并且隨后被轉(zhuǎn)移至該金屬襯底上。
背景技術(shù)：
應(yīng)用InGaAlN半導(dǎo)體材料制備的發(fā)光二極管(LED)已被制造并用于廣泛的應(yīng)用 中，包括大屏幕顯示和交通控制信號(hào)。此外，LED已被應(yīng)用于大量的消費(fèi)電子產(chǎn)品，光纖系 統(tǒng)，甚至是醫(yī)學(xué)治療中。InGaAlN半導(dǎo)體材料一般是在藍(lán)寶石襯底上外延制備，并且通常電 極被置于InGaAlN半導(dǎo)體材料的一側(cè)。應(yīng)用常規(guī)方法制造得到的LED通常具有發(fā)光效率低和導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)。這是由于 硅襯底和半透明P型導(dǎo)電層會(huì)減弱從InGaAlN半導(dǎo)體材料有源區(qū)發(fā)出的光。為了解決常規(guī)方法中出現(xiàn)的缺點(diǎn)，一種解決方法是采用晶片邦定結(jié)合濕法刻蝕技 術(shù)。利用這種方法，InGaAlN半導(dǎo)體材料在硅生長襯底上制備，接著利用金屬邦定層將硅生 長襯底和金屬襯底壓焊在一起，然后利用濕法刻蝕技術(shù)去除硅生長襯底，InGaAlN半導(dǎo)體材 料因而被轉(zhuǎn)移至金屬襯底上。與常規(guī)方法相比，采用這種方法制造的LED發(fā)光效率更高，啟 動(dòng)電壓更低且利用率更高。另一種解決方法是采用晶片轉(zhuǎn)移法來代替晶片邦定法制造LED。晶片轉(zhuǎn)移法優(yōu)于 晶片邦定法，原因是利用晶片轉(zhuǎn)移法制造的LED具有更好的質(zhì)量。然而，切割在金屬襯底上 制造的LED的方法很大程度上會(huì)影響制造成本和時(shí)間，因此一種節(jié)約成本且有效的切割方 法是LED商業(yè)成功的關(guān)鍵因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底 切割方法，該方法可以用來切割金屬襯底，并得到更高良品率的LED，以降低批量生產(chǎn)LED 的成本。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于切割在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的方法。 該方法包括在含有一層或多層的金屬襯底上制備III-V族氮化物L(fēng)ED，從而形成LED結(jié)構(gòu)。 該方法還包括進(jìn)行第一刻蝕處理從第一面在所述金屬襯底上刻蝕第一預(yù)定厚度的溝槽，接 著應(yīng)用第二刻蝕處理從第二面在所述金屬襯底上刻蝕第二預(yù)定厚度的溝槽。所述第一和第 二表面指的是所述金屬襯底的兩個(gè)相對面。經(jīng)過所述第一和第二刻蝕處理后，LED被分離。在該實(shí)施的一個(gè)變型中，制備所述III-V族氮化物L(fēng)ED還包括準(zhǔn)備硅生長襯底，刻 槽以在所述生長襯底上形成臺(tái)面，在所述臺(tái)面上制備所述III-V族氮化物L(fēng)ED，在所述已制 備的III-V族氮化物L(fēng)ED上沉積含有一層或多層的金屬襯底，以及去除所述生長襯底，其中 所述已制備的III-V族氮化物L(fēng)ED被轉(zhuǎn)移至所述金屬襯底上。在該實(shí)施例的一個(gè)變型中，通過采用濕法刻蝕、光刻蝕、多線切割及電火花線切割(WEDM)中的一種方法來實(shí)現(xiàn)所述第一刻蝕處理。在該實(shí)施例的另一變型中，應(yīng)用選擇性刻蝕來完成所述第一刻蝕處理。在該實(shí)施例的另一變型中，應(yīng)用選擇性刻蝕來完成所述第二刻蝕處理。在該實(shí)施例的另一變型中，所述選擇性刻蝕技術(shù)利用不同的刻蝕液一次刻蝕多層金屬襯底的一層或數(shù)層，其中所述金屬襯底的不同鄰近層只與對應(yīng)的刻蝕液反應(yīng)。在該實(shí)施例的另一變型中，用于刻蝕銅金屬襯底的刻蝕液是銅電鍍液。在該實(shí)施例的另一變型中，用于刻蝕銀金屬襯底的刻蝕液是銀電鍍液。在該實(shí)施例的另一變型中，所述第一刻蝕處理還包括在所述已制備的LED結(jié)構(gòu) 的第一面上制備掩膜；在所述已制備的LED結(jié)構(gòu)的第二面上制備保護(hù)膜；以及將所述已制 備的LED結(jié)構(gòu)浸入第一刻蝕液中，從第一面在所述金屬襯底上刻蝕第一預(yù)定厚度的溝槽。在該實(shí)施例的另一變型中，所述第二刻蝕處理還包括在所述已制備的LED結(jié)構(gòu) 的第二面上制備掩膜；在所述已制備的LED結(jié)構(gòu)的第一面上制備保護(hù)膜；將所述已制備的 LED結(jié)構(gòu)浸入第二刻蝕液中，從第二面在所述金屬襯底上刻蝕第二預(yù)定厚度的溝槽，其中 LED被分離。本發(fā)明的有益效果相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可以很安全地實(shí)現(xiàn)金屬襯底的切割，且這種切割不會(huì)破壞 外延生長的金屬襯底，無論是良品率還是切割效率都有很大的提高，進(jìn)而降低了 LED生產(chǎn) 的成本。


圖1圖示說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例通過切割金屬襯底制造LED的步驟。圖2A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備 進(jìn)行切割處理的金屬襯底。圖2B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在其 上面的掩膜和在其下面的保護(hù)膜。圖2C圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在金 屬襯底上的預(yù)定深度的溝槽。圖2D圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在其 上面的保護(hù)膜和在其下面的掩膜。圖2E圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有穿 透金屬襯底的溝槽。圖2F圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制造的LED橫截面視圖。圖3A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備 進(jìn)行切割處理的多層金屬襯底。圖3B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在其 上面的掩膜和在其下面的保護(hù)膜。圖3C圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在金 屬襯底上層刻蝕得到的溝槽。圖3D圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在多層金屬襯底的上層和下層刻蝕得到的溝槽。圖3E圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有穿 透多層金屬襯底的溝槽。圖3F圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED的橫截面視圖。圖4A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在金 屬襯底上層和中層刻蝕得到的溝槽。圖4B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有穿 透多層金屬襯底的溝槽。圖4C圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED的橫截面視圖。圖5A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有單 層金屬襯底。圖5B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有在 單層金屬襯底上刻蝕得到的溝槽。圖5C圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED的橫截面視圖。圖6A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有在 其上面的掩膜和在其下面的保護(hù)膜。圖6B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有在 金屬襯底上刻蝕得到的溝槽。圖6C圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有穿 透金屬襯底的溝槽。圖6D圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的LED的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種用于制造III-V族氮化物L(fēng)ED的切割金屬襯底的方法。該金屬襯 底包括一層或多層。首先在硅生長襯底的各個(gè)臺(tái)面上制備III-V族氮化物L(fēng)ED，其包括銦 鎵鋁氮(InGaAlN)半導(dǎo)體材料和N電極。臺(tái)面是在硅生長襯底上刻槽后形成的。隨后在 InGaAlN半導(dǎo)體材料上沉積金屬襯底，去除生長襯底，從而將III-V族氮化物L(fēng)ED從硅生長 襯底轉(zhuǎn)移至金屬襯底上。晶片轉(zhuǎn)移完成時(shí)，便形成了包括III-V族氮化物L(fēng)ED和金屬襯底 的LED結(jié)構(gòu)。接下來，應(yīng)用刻蝕技術(shù)如化學(xué)刻蝕和多線切割法切割金屬襯底。因此切割處 理后就得到了在金屬襯底上制備的單個(gè)LED。圖1圖示說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例通過切割金屬襯底制造LED的步驟，該金 屬襯底包括一層或多層。圖2A-2F圖示了圖1中描述的切割過程中不同階段期間，包括金 屬襯底的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。切割包括下列步驟在金屬襯底上制備III-V族氮化物 LED 110 ；形成第一掩膜和第一保護(hù)膜120 ；進(jìn)行第一刻蝕處理130 ；形成第二掩膜和第二保 護(hù)膜并進(jìn)行第二刻蝕處理140 ；以及制備單個(gè)LED 150。 III-V族氮化物L(fēng)ED 202，包括InGaAlN半導(dǎo)體材料202a和N電極202b，在硅生長 襯底(未圖示)上制備后，開始切割過程的步驟110。盡管在圖2A中未示出生長襯底，但 III-V族氮化物L(fēng)ED 202 —開始就被在生長襯底上所刻的溝槽分離。接著，III-V族氮化物 LED 202被倒置并從生長襯底上轉(zhuǎn)移至包括一層或多層的金屬襯底201上。制造的LED結(jié)構(gòu)包括III-V族氮化物L(fēng)ED 202和金屬襯底201，準(zhǔn)備進(jìn)行第一刻蝕處理。圖2A圖示了制 造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備進(jìn)行切割處理的金屬襯底。第一刻蝕處理可以利用下列方法中的一種來實(shí)現(xiàn)濕法刻蝕，光學(xué)刻蝕，多線切割 法以及電火花線切割法(WEDM)。如果采用濕法刻蝕，那么在開始步驟130描述的刻蝕處理 前，有必要在所制造的LED結(jié)構(gòu)上形成步驟120中所述的掩膜和保護(hù)膜。否則，切割過程繼 續(xù)步驟130。在步驟120中，在所制造的LED結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相對面上，也就是上面和下面形成由光 阻材料或其他金屬制成的第一掩膜212和第一保護(hù)膜210。如果第一掩膜212在III-V族 氮化物L(fēng)ED 202的上面及其周圍形成，則步驟130中的刻蝕處理就從金屬襯底201的上面 開始。然而，如果第一掩膜212位于金屬襯底201的下面，那么刻蝕處理就從金屬襯底201 的下面開始。在一個(gè)實(shí)施例中，在LED結(jié)構(gòu)的上面形成第一掩膜212，在LED結(jié)構(gòu)的下面形成保 護(hù)膜210。形成第一掩膜212時(shí)保持III-V族氮化物L(fēng)ED 202仍被溝槽203分離，從而暴露 要被去除的部分金屬襯底201的表面，而同時(shí)能保護(hù)其余部分。圖2B圖示了制造的LED結(jié) 構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在其上面的掩膜和在其下面的保護(hù)膜。在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟130中，用濕法刻蝕從金屬襯底201的上部去除未被掩蔽 的區(qū)域，從而形成溝槽214。隨后，去除第一掩膜212和第一保護(hù)膜210。圖2C圖示了制造 的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在金屬襯底上的預(yù)定深度的溝槽。刻蝕液應(yīng)只與要被刻蝕的金屬反應(yīng)。例如，如果金屬襯底層201的上層由銅制成， 那么刻蝕液就可以是不跟其他金屬如銀反應(yīng)的銅電鍍液。不同于用于制備LED的常規(guī)方 法，本發(fā)明采用選擇性刻蝕，通過利用不同的刻蝕液一次刻蝕多層金屬襯底的一層或數(shù)層。 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例避免鄰近LED之間形成過寬的間隔。步驟140描述了第二刻蝕處理。如果在第二刻蝕處理中采用濕法刻蝕，那么首先 要制備第二掩膜222和第二保護(hù)膜220。由光阻材料或其他金屬制成的第二掩膜222和第 二保護(hù)膜220分別在所制備的LED結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相對面上即上面和下面形成。然而，如果采 用不同的刻蝕技術(shù)，則切割過程繼續(xù)第二刻蝕處理。在一個(gè)實(shí)施例中，在所制造的LED結(jié)構(gòu)的下面，即第一刻蝕處理中保護(hù)膜210形成 的地方，形成第二掩膜222。同樣地，在所制造的LED結(jié)構(gòu)的上面，即第一刻蝕處理中第一掩 膜212形成的地方，形成第二保護(hù)膜220。形成第二掩膜222時(shí)要與溝槽214保持對齊，使 對齊區(qū)域不被掩模蓋住，從而暴露金屬襯底201的部分底表面。圖2D圖示了制造的LED結(jié) 構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在其上面的保護(hù)膜和在其下面的掩膜。步驟140中，第二刻蝕處理去除了與溝槽214對齊的下層的未被掩蔽的區(qū)域，結(jié)果 形成了溝槽224，并且這些溝槽穿透金屬襯底201。圖2E圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視 圖，其中包含有穿透金屬襯底的溝槽。去除第二保護(hù)膜220和第二掩膜222后，單個(gè)的LED 被分離并準(zhǔn)備用于封裝和出貨。圖2F圖示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例制造的LED的橫截面視圖。具體實(shí)施例1圖3A-3F圖示了一個(gè) 具體實(shí)施例。在多層金屬襯底301上制備III_V族氮化物L(fēng)ED 302，包括InGaAlN半導(dǎo)體材料302a和N電極302b。所述多層金屬襯底包括銅下層301a， 銀中層301b以及銅上層301c。III-V族氮化物L(fēng)ED 302被溝槽303分離。圖3A圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含準(zhǔn)備進(jìn)行切割處理的多層金屬襯底。在切割過程中采用的是濕法刻蝕技術(shù)，因此刻蝕開始前有必要添加掩膜和保護(hù) 膜。在III-V族氮化物L(fēng)ED 302的上面及其周圍形成第一掩膜312，形成掩模時(shí)保持III-V 族氮化物L(fēng)ED302仍被溝槽303分離。此外第一保護(hù)膜310在銅下層301a的下面形成。第 一掩膜312和第一保護(hù)膜310通常由光阻材料制成。隨后，在第一保護(hù)膜310上粘附白膜 318。圖3B圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在其上面的掩膜和在其下面的 保護(hù)膜。
將所制造的LED結(jié)構(gòu)浸入銅電鍍液中，以在銅上層301c上刻蝕溝槽314。溝槽314 的深度比溝槽303深，在數(shù)量上等于銅上層301c的深度。隨后去除第一掩膜312，第一保護(hù) 膜310和白膜318。銅電鍍液只與銅上層301c反應(yīng)，不會(huì)與銀中層301b反應(yīng)。圖3C圖示 了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含在金屬襯底上層刻蝕得到的溝槽。為準(zhǔn)備第二刻蝕處理，首先在III-V族氮化物L(fēng)ED 302上形成第二保護(hù)膜320，接 著在第二保護(hù)膜320上粘附白膜328。此外，在銅下層301a的下面形成第二掩膜322。接 下來，將所制造的LED結(jié)構(gòu)浸入銅電鍍液中刻蝕銅下層301a，從而形成溝槽324。刻蝕液只與銅下層301a反應(yīng)。利用雙面對準(zhǔn)曝光機(jī)，使在銅下層301a上的溝槽 324與在銅上層301c上的溝槽314垂直對齊。圖3D圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖， 其中包含在多層金屬襯底的上層和下層刻蝕得到的溝槽。溝槽324形成之后，將所制造的LED結(jié)構(gòu)浸入銀電鍍液中刻蝕銀中層301b，得到溝 槽326。更具體而言，第三刻蝕處理得到了穿透多層金屬襯底301的溝槽326。圖3E圖示 了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有穿透多層金屬襯底的溝槽。隨后，去除第二保護(hù)膜320，第二掩膜322和白膜328，從而形成粘附在藍(lán)膜330上 的單個(gè)LED。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例制造的LED就可以準(zhǔn)備封裝和出貨。圖3F是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例 制造的LED的橫截面視圖。具體實(shí)施例2圖4A-4C圖示了第二具體實(shí)施例。采用具體實(shí)施例1中圖3A，3B和3C中同樣的 步驟，對所制造的LED結(jié)構(gòu)，包括III-V族氮化物L(fēng)ED 402和金屬襯底401，準(zhǔn)備進(jìn)行刻蝕處 理。其中III-V族氮化物L(fēng)ED 402包括InGaAlN半導(dǎo)體材料和N電極，金屬襯底401包括 銀下層401a，銅中層401b和銀上層401c。在刻蝕處理之前，在所制造的LED結(jié)構(gòu)的上面或 下面沉積第一掩膜412，第一保護(hù)膜410和白膜418。將所制造的LED結(jié)構(gòu)浸入銀電鍍液中后，銀上層401c被刻蝕，形成溝槽414。接著 將制備的LED結(jié)構(gòu)浸入銅電鍍液中，銅中層401b被刻蝕，得到溝槽416。溝槽416的深度比 溝槽414深，在數(shù)量上等于銅中層401b的深度。圖4A圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視 圖，其中包含在金屬襯底上層和中層刻蝕得到的溝槽。在第三刻蝕處理的準(zhǔn)備期間，在III-V族氮化物L(fēng)ED 402上形成第二保護(hù)膜420， 在第二保護(hù)膜420上粘附一白膜428，此外在銀下層401a的下面形成第二掩膜422。形成 第二掩膜422時(shí)要暴露對應(yīng)溝槽416的部分銀下層401a的表面。將所制造的LED結(jié)構(gòu)浸入銀電鍍液中，銀下層401a被刻蝕，得到穿透多層金屬襯 底401的溝槽424。利用雙面對準(zhǔn)曝光機(jī)，溝槽424以與溝槽416垂直對齊的方式形成。圖 4B圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有穿透多層金屬襯底的溝槽。
隨后，去除第二保護(hù)膜420，第二掩膜422和白膜428，從而得到粘附在藍(lán)膜430上 的單個(gè)LED。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例制造的LED準(zhǔn)備封裝和出貨。圖4C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例制造的 LED的橫截面視圖。具體實(shí)施例3
圖5A-5D圖示了第三具體實(shí)施例。在單層銅金屬襯底501上制備III-V族氮化物 LED 502，包括InGaAlN半導(dǎo)體材料502a和N電極502b。III-V族氮化物L(fēng)ED 502被溝槽 503分離。圖5A圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有單層金屬襯底。不同于具體實(shí)施例1和2中所采用的方法，第一刻蝕處理采用的是電火花線切割 (WEDM)法，因而沒有必要在所制造的LED結(jié)構(gòu)的上面或下面形成掩膜或保護(hù)膜。所制造的 LED結(jié)構(gòu)粘附在藍(lán)膜510上，銅金屬襯底501被刻蝕，從而形成溝槽512。溝槽512水平寬 于溝槽503。比起多層襯底，WEDM法更適合單層金屬襯底。當(dāng)對應(yīng)溝槽503的銅金屬襯底 501的厚度小于10 μ m時(shí)，第一刻蝕處理終止，然后去除藍(lán)膜510。圖5B圖示了制造的LED 結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有在單層金屬襯底上刻蝕得到的溝槽。所制造的LED結(jié)構(gòu)繼續(xù)進(jìn)行第二刻蝕處理，直到對應(yīng)溝槽512的剩余的金屬襯底 可通過機(jī)械切割或機(jī)械層壓法去除為止。隨后形成了溝槽522，且溝槽522從銅金屬襯底 501的上部穿透銅金屬襯底501。單個(gè)LED因此制備而成并粘附在藍(lán)膜520上。圖5C是根 據(jù)一個(gè)實(shí)施例制造的LED的橫截面視圖。具體實(shí)施例4圖6A-6D圖示了第四具體實(shí)施例。在單層銅金屬襯底601上制備III-V族氮化物 LED 602，包括InGaAlN半導(dǎo)體材料602a和N電極602b。III-V族氮化物L(fēng)ED 602被溝槽 603分離。在切割過程中采用的是濕法刻蝕法，所以在III-V族氮化物L(fēng)ED 602的上面及其 周圍形成第一掩膜612，形成掩模時(shí)仍使III-V族氮化物L(fēng)ED 602被溝槽603分離。此外， 在金屬襯底601的下面形成第一保護(hù)膜610。第一掩膜612和第一保護(hù)膜610通常由光阻 材料制成。隨后在第一保護(hù)膜610上粘附藍(lán)膜。圖6A圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視 圖，其中包含有在其上面的掩膜和在其下面的保護(hù)膜。將所制造的LED結(jié)構(gòu)浸入銅電鍍液中，并且從金屬襯底601的上部刻蝕金屬襯底 601，得到預(yù)定深度的溝槽614。之后去除第一掩膜612，第一保護(hù)膜610和白膜618。圖6B 圖示了制造的LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有在金屬襯底上刻蝕得到的溝槽。為準(zhǔn)備第二刻蝕處理，首先在III-V族氮化物L(fēng)ED上面形成第二保護(hù)膜620，之后 在第二保護(hù)膜620上粘附白膜628，此外在銅金屬襯底601的下面形成第二掩膜622。接下 來將所制造的LED結(jié)構(gòu)浸入銅電鍍液中，以便從金屬襯底601的下面刻蝕金屬襯底601，得 到溝槽624。應(yīng)用雙面對準(zhǔn)曝光機(jī)，使溝槽624與溝槽614垂直對齊。圖6C圖示了制造的 LED結(jié)構(gòu)的橫截面視圖，其中包含有穿透金屬襯底的溝槽。隨后，去除第二保護(hù)膜620，第二掩膜622和白膜628，單個(gè)LED因此制備完成并粘 附在藍(lán)膜630上。圖6D圖示了制造的粘附在藍(lán)膜上的LED的橫截面視圖。結(jié)合不同實(shí)施例，詳細(xì)的描述和具體實(shí)施例來闡述本發(fā)明的目的是便于本發(fā)明不 同特征或組成的實(shí)現(xiàn)。然而，這并非旨在將本發(fā)明的應(yīng)用限制于所示的內(nèi)容。在不偏離本 發(fā)明精神實(shí)質(zhì)的前提下，可以對本發(fā)明的特征或組成進(jìn)行修改，但仍與所附權(quán)利要求的范圍一致
權(quán)利要求
一種在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，包括在一層或多層的金屬襯底上制備III-V族氮化物L(fēng)ED，從而形成LED結(jié)構(gòu)；應(yīng)用第一刻蝕處理從第一面在所述金屬襯底上刻蝕第一預(yù)定厚度的溝槽；以及應(yīng)用第二刻蝕處理從第二面在所述金屬襯底上刻蝕第二預(yù)定厚度的溝槽；其中所述第一面和第二面指的是所述金屬襯底的兩個(gè)相對面；以及其中經(jīng)過所述第一和第二刻蝕處理后，所述LED被分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于制造所述III-V族氮化物L(fēng)ED還包括準(zhǔn)備硅生長襯底；刻槽，從而在所述硅生長襯底上形成臺(tái)面； 在所述臺(tái)面上制備所述III-V族氮化物L(fēng)ED ；在所述已制備的III-V族氮化物L(fēng)ED上沉積包括一層或多層的金屬襯底；以及 去除所述硅生長襯底，其中所述已制備的III-V族氮化物L(fēng)ED被轉(zhuǎn)移至所述金屬襯底上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于通過采用濕法刻蝕、光學(xué)刻蝕、多線切割以及電火花線切割中的任一種方法來實(shí)現(xiàn)所述 第一刻蝕處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于應(yīng)用選擇性刻蝕方法來完成所述第一刻蝕處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于進(jìn)行所述選擇性刻蝕方法包括用不同刻蝕液一次刻蝕所述多層金屬襯底的一層或數(shù)層， 其中所述多層金屬襯底的不同鄰近層只與對應(yīng)的刻蝕液反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于用于刻蝕銅金屬襯底的刻蝕液是銅電鍍液。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于用于刻蝕銀金屬襯底的刻蝕液是銀電鍍液。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于應(yīng)用所述第一刻蝕處理還包括在所述已制備的LED結(jié)構(gòu)的第一面上制備掩膜； 在所述已制備的LED結(jié)構(gòu)的第二面上制備保護(hù)膜；以及將所述已制備的LED結(jié)構(gòu)浸入第一刻蝕液中，從第一面在所述金屬襯底上刻蝕第一預(yù) 定厚度的溝槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征在 于應(yīng)用選擇性刻蝕技術(shù)來完成所述第二刻蝕處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，其特征 在于應(yīng)用所述第二刻蝕處理還包括在所述已制備的LED結(jié)構(gòu)的第二面上制備掩膜； 在所述已制備的LED結(jié)構(gòu)的第一面上制備保護(hù)膜將所述已制備的LED結(jié)構(gòu)浸入第二刻蝕液中，從第二面在所述金屬襯底上刻蝕第二預(yù)定厚度的溝槽，從而分離LED.
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在金屬襯底上制造的發(fā)光二極管的襯底切割方法，涉及利用銦鎵鋁氮半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體發(fā)光二極管的制造。該方法包括在一層或多層的金屬襯底上制造III-V族氮化物L(fēng)ED，從而形成LED結(jié)構(gòu)。該方法還包括從第一面在所述金屬襯底上進(jìn)行第一刻蝕處理，以刻蝕第一預(yù)定厚度的溝槽。此外，方法包括從第二面在所述金屬襯底上進(jìn)行第二刻蝕處理，以刻蝕第二預(yù)定厚度的溝槽。所述第一和第二面指的是所述金屬襯底的兩個(gè)相對面。經(jīng)過所述第一和第二刻蝕處理后，所述LED被分離。本發(fā)明可以很安全地實(shí)現(xiàn)金屬襯底的切割，且這種切割不會(huì)破壞外延生長的金屬襯底，無論是良品率還是切割效率都有很大的提高，進(jìn)而降低了LED生產(chǎn)的成本。
文檔編號(hào)H01L21/78GK101840965SQ20091011532
公開日2010年9月22日 申請日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者方文卿, 江風(fēng)益, 熊傳兵, 王古平, 王立, 章少華 申請人:晶能光電(江西)有限公司