CN108470801B - 一种led芯粒及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种LED芯粒的制作方法，该制作方法在利用激光划片工艺对第一金属键合结构进行烧蚀之前，先形成贯穿切割所述PN结结构的第一切割缝，然后，在所述第一切割缝表面形成第一保护层，以对LED芯粒侧壁形成保护层，再在第一切割缝内形成贯穿所述电流扩展层的第二切割缝，以减少后续激光划片过程中产生的熔融物，减少所述熔融物对所述LED芯粒侧壁方向出射光线的吸收，提高所述LED芯粒的发光效率。

Description

一种LED芯粒及其制作方法

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种LED芯粒及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是半导体二极管的一种，它能将电能转化为光能，发出红、黄、绿、蓝等各种颜色的可见光及红外和紫外不可见光，具有工作电压和电流低、可靠性高、寿命长等优点。其中，四元系LED芯片由于其发光效率高，颜色范围广，使用寿命长，而受到半导体照明届的广泛重视，已被大量应用于大屏显示、交通信号灯、景观照明、汽车状态显示灯各个领域。

具体的，四元系LED芯片在制作时，通常是先制作包括多个四元系LED晶粒的LED晶圆，然后利用切割方法，将整片LED晶圆切割成单个四元系LED芯粒，但是，现有制作方法在将采用衬底转移及金属键合工艺形成的四元系LED晶圆切割成单个四元系LED芯粒时，四元系LED芯粒存在发光效率降低现象(在激光划裂前、后会检测芯片的发光效率，以评估激光划片带来的影响)。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种LED芯粒及其制作方法，以提高所述LED芯粒的发光效率。

为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种LED芯粒的制作方法，包括：

制作第一半导体结构，所述第一半导体结构包括：第一衬底、位于所述第一衬底表面的外延结构，位于所述外延结构表面的反射结构，其中，所述第一衬底为砷化镓衬底，所述外延结构包括位于第一衬底表面的腐蚀停止层、位于所述腐蚀停止层表面的欧姆接触层、位于所述欧姆接触层表面的PN结结构以及位于所述PN结结构表面的电流扩展层，所述反射结构包括位于所述电流扩展层表面的第一介质层以及位于所述第一介质层表面的第一金属层；

在所述反射结构表面形成第一金属键合结构；

制作第二半导体结构，所述第二半导体结构包括第二衬底；

利用所述第一金属键合结构键合所述第一半导体结构和所述第二半导体结构；

去除所述第一衬底、所述外延结构中的腐蚀停止层和所述欧姆接触层的部分区域，保留部分区域，在所述PN结结构表面多个预设区域形成至少一个欧姆接触图形，所述预设区域与待制作的LED芯粒一一对应；

在所述预设区域形成焊盘，所述焊盘完全覆盖其所在预设区域的欧姆接触图形；

从所述焊盘侧对所述外延结构进行切割，在所述多个预设区域中任意两个相邻的预设区域之间形成第一切割缝，所述第一切割缝完全贯穿所述PN结结构，且不曝露所述第一金属层；

在所述第一切割缝表面形成第一保护层；

在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝至多贯穿所述第一介质层，且所述第二切割缝的宽度小于所述第一切割缝的宽度；

利用激光划片工艺在所述第二切割缝所在区域形成第三切割缝，所述第三切割缝完全贯穿所述第一金属键合结构并延伸至所述第二衬底内；

从所述第二衬底背离所述第一金属键合结构侧对所述第二衬底进行第四切割缝的切割，直至所述第四切割缝与所述第三切割缝相连通，形成多个独立的LED芯粒。

可选的，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：在所述欧姆接触层和所述PN结结构之间形成第一限制层。

可选的，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：

在所述电流扩展层和所述PN结结构之间形成第二限制层。

可选的，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：在所述欧姆接触层与所述第一限制层之间形成粗化层；

在所述第一切割缝表面形成第一保护层之前，该方法还包括：对所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面进行粗化处理，使得所述粗化层背离所述第一限制层一侧为粗糙面。

可选的，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成反射结构包括：

在所述外延结构背离所述第一衬底一侧表面形成第一介质层，所述第一介质层中具有多个接触孔；

在所述第一介质层背离所述外延结构一侧表面以及所述接触孔内形成第一金属层，并在第一预设温度下加热融合第一预设时间。

可选的，所述第一切割缝的宽度取值范围为20微米-50微米，包括端点值；所述第一切割峰的深度取值范围为4微米-10微米，包括端点值。

可选的，在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝曝露所述第一金属键合结构部分区域包括：

利用ICP干法刻蚀工艺或化学湿法腐蚀工艺，在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝以完全贯穿所述电流扩展层为准，以使得所述第二切割缝曝露所述第一金属键合结构部分区域。

可选的，所述第二切割缝的宽度取值范围为10微米-40微米，包括端点值。

一种LED芯粒，该LED芯粒上述任一项所述的制作方法制作，该LED芯粒包括：

第二衬底；

位于所述第二衬底表面的金属键合结构，所述金属键合结构包括第一金属键合结构；

位于所述金属键合结构背离所述第二衬底一侧的反射结构，所述反射结构包括位于所述金属键合结构表面的第一金属层以及位于所述第一金属层表面的第一介质层；

位于所述反射结构背离所述金属键合结构一侧的外延结构，所述外延结构包括：位于所述反射结构背离所述金属键合结构一侧的电流扩展层，位于所述电流扩展层背离所述反射结构一侧的PN结结构，位于所述PN结结构背离所述电流扩展层一侧的欧姆接触图形；

位于所述欧姆接触图形背离所述PN结结构一侧的焊盘，所述焊盘与所述欧姆接触图形电连接；

其中，在预设方向X上，所述PN结结构的宽度小于所述电流扩展层的宽度小于所述金属键合结构的宽度。

可选的，所述外延结构还包括：

位于所述PN结结构与所述欧姆接触图形之间的第一限制层；和/或，

位于所述PN结结构与所述电流扩展层之间的第二限制层。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的LED芯粒的制作方法，在利用激光划片工艺对第一金属键合结构进行烧蚀之前，先形成贯穿切割所述PN结结构的第一切割缝，然后，在所述第一切割缝表面形成第一保护层，以对LED芯粒侧壁形成保护层，再在第一切割缝内形成贯穿所述电流扩展层的第二切割缝，以减少后续激光划片过程中产生的熔融物，减少所述熔融物对所述LED芯粒出射光线的吸收，提高所述LED芯粒的发光效率。

而且，本发明实施例所提供的LED芯粒的制作方法，在形成第二切割缝时，由于所述第一切割缝表面有第一保护层保护，即使所述第二切割缝刻蚀时接触到所述第一金属键合结构产生部分熔融物，也不会粘附到所述LED芯粒的PN结侧壁上，导致LED芯粒漏电。

综上，利用本发明实施例所提供的LED芯片的制作方法制作的LED芯粒，芯粒侧壁的出光可以明显提高，使芯粒整体发光效率提升8％-10％，漏电现象也会显著降低，良率提升1％-2％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法流程图；

图2为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中第一半导体结构的结构示意图；

图3为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中LED芯片上接触孔的排布示意图；

图4为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中欧姆接触图形的示意图；

图5为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中焊盘的俯视图；

图6为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中第一切割缝的俯视图；

图7为图6所示第一切割缝的剖视图；

图8为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中位于第一切割缝表面的第一保护层的俯视图；

图9为图8所示第一保护层的剖视图；

图10为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中第二保护层的俯视图；

图11为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中第二切割缝的俯视图；

图12为图11所示第二切割缝的剖视图；

图13为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的制作方法中第三切割缝的剖视图；

图14为本发明一个实施例所提供的LED芯粒的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有切割方法在将采用衬底转移及金属键合工艺形成的四元系LED晶圆切割成的单个四元系LED芯粒后，四元系LED芯粒存在发光效率较低现象。

发明人研究发现，这是由于采用衬底转移及金属键合工艺形成的四元系LED晶圆中间含有金属键合层，必须采用激光才能将该金属键合层划裂开，因此，现有制作方法在将整片四元系LED芯片切割成单个四元系LED芯粒时需要先在整片四元系LED芯片上形成切割道，以对各四元系LED芯粒所在的区域进行划分，然后利用激光划片工艺在所述切割道中间进行划片，形成单个四元系LED芯粒。

由于工艺的限制，该切割道无法准确停止在所述金属键合层的表面，因此，具体切割时，通常是先在LED芯片上形成切割道，该切割道延伸至金属键合层上方一定区域，以贯穿所述LED芯片中的PN结为准，然后再利用激光划片工艺对金属键合层及其上方的区域进行切割，从而导致激光划片过程中产生的高温熔融物较多，并粘附于LED芯粒侧壁上，使得LED芯粒的侧壁出光受阻，发光效率下降。

而且，激光划片过程中在切割道边缘形成的黑色熔融物容易粘到LED芯粒的PN结处，使得LED芯粒存在漏电现象。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种LED芯粒的制作方法，如图1所示，该制作方法包括：

S1：制作第一半导体结构，如图2所示，所述第一半导体结构包括：第一衬底10、位于所述第一衬底10表面的外延结构20，位于所述外延结构20表面的反射结构30，其中，所述第一衬底10为砷化镓衬底，所述外延结构20包括位于第一衬底10表面的腐蚀停止层21、位于所述腐蚀停止层21表面的欧姆接触层22、位于所述欧姆接触层22表面的PN结结构23以及位于所述PN结结构23表面的电流扩展层24。其中，所述腐蚀停止层21用于后续刻蚀过程中的阻止层，所述欧姆接触层22用于后续电连接所述PN结结构23和后续形成的焊盘，所述PN结结构23用于产生所述LED的出射光线，所述电流扩展层24用于提高电流传导效率，所述反射结构30用于将所述PN结结构23射向所述电流扩展层24一侧的光线反射回所述欧姆接触层22一侧，提高所述LED芯片的光线从所述欧姆接触层22一侧的出光量。

具体的，在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，制作第一半导体结构包括：提供第一衬底，所述第一衬底为砷化镓衬底；在所述第一衬底上形成外延结构；在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成反射结构。可选的，所述外延结构的形成工艺为MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，即金属有机化合物化学气相沉淀)，但本发明对此并不做限定，在本发明的其他实施例中，所述外延结构的形成工艺也可以为其他沉积工艺，具体视情况而定。

可选的，在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述外延结构包括：位于所述第一衬底表面的N-GaInP腐蚀停止层；位于所述N-GaInP腐蚀停止层背离所述第一衬底一侧的N-GaAs欧姆接触层；位于所述N-GaAs欧姆接触层背离N-GaInP腐蚀停止层一侧的PN结结构；位于所述PN结结构背离所述N-GaAs欧姆接触层一侧的电流扩展层。相应的，在所述第一衬底上形成外延结构包括：

在所述第一衬底表面形成N-GaInP腐蚀停止层；在所述N-GaInP腐蚀停止层背离所述第一衬底一侧表面形成N-GaAs欧姆接触层；在所述N-GaAs欧姆接触层背离N-GaInP腐蚀停止层一侧表面形成PN结结构；在所述PN结结构背离所述N-GaAs欧姆接触层一侧表面形成电流扩展层。

在上述实施例中，所述电流扩展层为P-GaP电流扩展层；继续如图2所示，所述PN结结构包括：位于所述N-GaAs欧姆接触层背离N-GaInP腐蚀停止层一侧的N型波导层(即N-Space波导层)；位于所述N型波导层背离所述欧姆接触层一侧的MQW(Multiple QuantumWell，即多量子阱)有源区；位于所述MQW有源区背离所述N型波导层一侧的P型波导层(即P-Space波导层)。具体工作时，所述N型波导层中电子和所述P型波导层中的空穴均朝向所述MQW有源区移动，在所述MQW有源区复合，产生LED光线。

可选的，在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，为了阻止所述N型波导层中的电子向背离所述MQW有源区一侧移动，继续如图2所示，所述外延结构20还包括：位于所述欧姆接触层22和所述PN结结构23之间的第一限制层25，具体的，当所述欧姆接触层为N-GaAs欧姆接触层时，所述第一限制层为N型限制层。相应的，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：在所述欧姆接触层和所述PN结结构之间形成第一限制层。

同理，在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，为了阻止所述P型波导层中的空穴向背离所述MQW有源区一侧移动，继续如图2所示，所述外延结构20还包括：位于所述电流扩展层24和所述PN结结构23之间的第二限制层26，具体的，当所述电流扩展层为P-GaP电流扩展层时，所述第二限制层为P型限制层。相应的，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：在所述电流扩展层和所述PN结结构之间形成第二限制层。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，为了减少所述PN结结构的光线射从所述欧姆接触层侧出射到空气界面时被全反射的比例，提高所述LED芯片的出光量，继续如图2所示，所述外延结构20还包括：位于所述第一限制层25与所述欧姆接触层22之间的粗化层27，所述粗化层27背离所述第一限制层25一侧表面为粗糙面。相应的，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：在所述欧姆接触层与所述第一限制层之间形成粗化层；后续对所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面进行粗化处理，使得所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面为粗糙面。

具体的，在本发明的一个实施例中，当所述欧姆接触层为N-GaAs欧姆接触层，所述第一限制层为N型限制层时，所述粗化层为N-AlGaInP粗化层。

可选的，在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个具体实施例中，所述外延结构的总厚度取值范围为5μm～15μm，包括端点值；所述粗化层的厚度为2-4μm，以保证所述粗化层的粗化效果；所述电流扩展层的厚度取值范围为1μm-3μm，以避免所述电流扩展层过薄，影响所述电流扩展层的扩展效果，同时避免所述电流扩展层过厚，吸收过多光线，影响LED芯粒的出光量和发光效率，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述反射结构包括位于所述电流扩展层表面的第一介质层以及位于所述第一介质层表面的第一金属层，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成反射结构包括：在所述外延结构背离所述第一衬底一侧表面形成第一介质层，所述第一介质层中具有多个接触孔；在所述第一介质层背离所述外延结构一侧表面以及所述接触孔内形成第一金属层，并在第一预设温度下加热融合第一预设时间，以使得所述第一金属层位于所述接触孔内的部分可以与所述电流扩展层实现良好的欧姆接触。如图3所示，图3示出了本发明一个实施例中，所述LED芯粒的尺寸为5.5mil(137.5微米)的正方形时，所述第一介质层中接触孔A的排布示意图，在本发明对此并不做限定，所述第一介质层中各接触孔的大小、数量和排布位置具体视所述电流扩展层的扩展效果、所述接触孔的大小以及所述反射结构的反射效果而定。

需要说明的是，在本发明其他实施例中，所述LED芯粒的形状可以为正方形，也可以为长方形，其尺寸可以为5.5mil，也可以为6mil或8mil等其他数值，具体视情况而定。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述第一预设温度的取值范围为300℃-500℃，包括端点值，优选为460℃；所述第一预设时间为10分钟-30分钟，包括端点值，优选为15分钟，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

需要说明的是，在本发明实施例中，所述反射结构优选为全方位反射镜，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。具体的，在本发明的一个实施例中，所述第一介质层的折射率取值范围为1.4-2.2，包括端点值，如二氧化硅层、氮化硅层等，以保证所述第一介质层的反射效果，所述第一金属层为具有反射效果的金属层，如金层、银层或铝层等，以保证所述第一金属层的反射效果。

可选的，在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述第一介质层的形成工艺为PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，即等离子体增强化学的气相沉积)，厚度为106nm；所述接触孔的形成工艺为光刻和湿法腐蚀工艺；所述第一金属层为层叠的Au层、AuZn层和Au层，所述第一金属层的厚度取值为100nm-300nm，包括端点值，优选为300nm，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成反射结构之前还包括：对所述外延结构进行清洗，以去除所述外延结构表面的杂质。可选的，对所述外延结构进行清洗包括：对所述外延结构进行有机清洗，优选的，利用丙酮对所述外延结构进行有机清洗，但本发明对此并不做限定，在本发明的其他实施例中，对所述外延结构进行清洗还可以采用其他清洗方式和/或其他清洗剂，具体视情况而定。

S2：在所述反射结构表面形成第一金属键合结构。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述第一金属键合结构为Au层，厚度为6μm，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

S3：制作第二半导体结构，所述第二半导体结构包括第二衬底。可选的，所述第二衬底为硅衬底，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

在本发明的一个实施例中，所述第二半导体结构仅包括第二衬底；在本发明的另一个实施例中，所述第二半导体结构包括：第二衬底以及位于所述第二衬底表面的第二金属键合结构，可选的，所述第二金属键合结构为Au层，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

S4：利用所述第一金属键合结构键合所述第一半导体结构和所述第二半导体结构。

需要说明的是，在本发明实施例中，在利用所述第一金属键合结构键合所述第一半导体结构和所述第二半导体结构之前还包括：对所述第二衬底进行抛光以及对所述第二半导体结构进行清洗，以去除所述第二半导体结构表面的杂质。然后再利用键合机键合所述第一半导体结构和所述第二半导体结构。

可选的，在本发明的一个实施例中，对所述第二半导体结构进行清洗也采用有机清洗，其清洗剂为丙酮，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

S5：去除所述第一衬底、所述外延结构中的腐蚀停止层和所述欧姆接触层的部分区域，保留部分区域，在所述PN结结构表面多个预设区域形成至少一个欧姆接触图形，所述预设区域与待制作的LED芯粒一一对应。

具体的，在本发明的一个实施例中，去除所述第一衬底、所述外延结构中的腐蚀停止层和所述欧姆接触层的部分区域，保留部分区域，在所述PN结结构表面多个预设区域形成至少一个欧姆接触图形包括：

利用湿法腐蚀工艺去除所述第一衬底和所述外延结构中的腐蚀停止层；

利用光刻工艺去除所述欧姆接触层的部分区域，在所述PN结结构表面多个预设区域形成至少一个欧姆接触图形。

需要说明的是，所述欧姆接触图形可以为点、也可以为直线，还可以为环或其他图形，本发明对此并不做限定，具体视情况而定，只要保证所述预设区域内所述至少一个欧姆接触图形所占面积与所述预设区域的面积比例在1％-3％，包括端点值即可，以免所述预设区域内的欧姆接触图形所占面积较小，影响欧姆接触效果，同时避免所述预设区域内的欧姆接触图形所占面积较大，吸光较多，影响所述LED芯粒的出光量。

如图4所示，图4示出了所述LED芯片包括四个LED芯粒，所述欧姆接触图B形为圆环时的俯视图。其中，所述欧姆接触图形B的内径半径为26微米，外径半径为31微米。

S6：在所述预设区域形成焊盘，所述焊盘完全覆盖其所在预设区域的欧姆接触图形。

在本发明的一个实施例中，在所述预设区域形成焊盘，所述焊盘完全覆盖其所在预设区域的欧姆接触图形包括：

在所述欧姆接触图形背离所述PN结结构一侧形成金属覆盖层，所述金属覆盖层完全覆盖所述欧姆接触图形，且至少覆盖部分所述PN结结构，可选的，所述金属覆盖层包括层叠的Au层、GeAuNi层、Au层、Pt层和Au层，所述金属覆盖层的形成工艺为蒸镀；

利用lift-off剥离方法去除所述金属覆盖层的部分区域，形成焊盘C，如图5所示，所述焊盘完全覆盖其所在预设区域的欧姆接触图形。具体的，在本发明的一个实施例中，所述焊盘为圆形焊盘，其半径为36微米，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

S7：从所述焊盘侧对所述外延结构进行切割，在所述多个预设区域中任意两个相邻的预设区域之间形成第一切割缝，所述第一切割缝完全贯穿所述PN结结构，且不曝露所述第一金属层。

具体的，在本发明的一个实施例中，从所述焊盘侧对所述外延结构进行切割，在所述多个预设区域中任意两个相邻的预设区域之间形成第一切割缝，所述第一切割缝完全贯穿所述PN结结构，且不曝露所述第一金属层包括：

利用ICP(Inductive Coupled Plasma，即电感耦合等离子体)干法刻蚀或化学湿法腐蚀工艺，从所述焊盘侧对所述外延结构进行刻蚀，在所述多个预设区域中任意两个相邻的预设区域之间形成第一切割缝D，如图6和图7所示，所述第一切割缝D完全贯穿所述PN结结构，且不曝露所述第一金属层。其中，化学湿法腐蚀工艺的腐蚀液可以采用磷酸与双氧水的混合溶液或其他腐蚀液，本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述第一切割缝的宽度取值范围为20微米-50微米，包括端点值，可选为34微米；所述第一切割峰的深度取值范围为5微米-10微米，包括端点值；ICP刻蚀时间取值范围为100s-300s，包括端点值，本发明对此并不做限定，具体以所述第一切割缝不贯穿所述电流限制层为准，避免所述第一切割缝贯穿所述电流限制层接触到所述第一金属层，其副产物造成所述LED芯粒产生漏电现象。

S8：在所述第一切割缝表面形成第一保护层。其中，所述第一切割缝表面至少包括第一切割缝侧壁，也可以还包括所述第一切割缝底部，本发明对此并不做限定，只要包括所述第一切割缝侧壁即可。

具体的，在本发明的一个实施例中，在所述第一切割缝表面形成第一保护层包括：

利用PECVD在所述第一切割缝表面以及所述外延结构表面形成保护覆盖层；

对所述保护覆盖层的部分区域进行去除，形成第一保护层E，所述第一保护层E至少覆盖所述第一切割缝的表面，如图8和图9所示，以对待形成LED芯粒的侧壁和所述第一切割缝进行保护。可选的，对所述保护覆盖层的部分区域进行去除包括利用NH₄F溶液对所述保护覆盖层的部分区域进行去除。但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

需要说明的是，在本发明实施例中，所述第一保护层位于相邻LED芯粒之间区域的宽度可以等于所述第一切割缝的宽度，也可以略大于所述第一切割缝的宽度，本发明对此并不做限定，只要保证所述第一保护层完全覆盖所述第一切割缝表面即可。

在上述实施例的基础上，在本发明的一个具体实施例中，所述第一保护层为氮化硅层，厚度为500埃，第一保护层位于相邻LED芯粒之间区域的宽度为38微米，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，当所述外延结构包括位于所述第一限制层与所述欧姆接触层之间的粗化层，所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面为粗糙面时，在所述第一切割缝表面形成第一保护层之前，对所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面进行粗化处理，使得所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面为粗糙面。具体的，在本发明的一个实施例中，对所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面进行粗化处理，使得所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面为粗糙面包括：

如图10所示，在所述焊盘背离所述欧姆接触层一侧形成第二保护层F，所述第二保护层F完全覆盖所述焊盘，所述第一切割缝和所述LED芯粒的发光区边缘，可选的，第二保护层形成的工艺为光刻工艺；

以所述第二保护层为保护层，对所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面进行粗化处理，使得所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面为粗糙面；

去除所述第二保护层。

具体的，在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述第二保护层包括第一保护区域和第二保护区域，其中，所述第一保护区域用于覆盖所述第一切割缝和所述LED芯粒的发光区边缘，其位于相邻LED芯粒之间区域的宽度为42微米，所述第二保护区域用于覆盖所述焊盘区域，其半径为40微米，但本发明对此并不做限定，只要保证所述第二保护层可以完全覆盖所述焊盘，所述第一切割缝和所述LED芯粒的发光区边缘即可。需要说明的是，所述第二保护层在保证完全覆盖所述焊盘，所述第一切割缝和所述LED芯粒的发光区边缘的基础上，面积越小越好，以增大所述粗化层背离所述PN结结构一侧表面的粗糙面积。

S9：如图11和图12所示，在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝G，所述第二切割缝G至多贯穿所述第一介质层，且所述第二切割缝G的宽度小于所述第一切割缝的宽度。

具体的，在本发明的一个实施例中，在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝至多贯穿所述第一介质层包括：

利用ICP干法刻蚀工艺或化学湿法腐蚀工艺，在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝以完全贯穿所述第一介质层为准，以使得所述第二切割缝曝露所述第一金属层部分区域。

需要说明的是，在本发明实施例中，所述第二切割缝可以贯穿所述第一介质层，延伸至所述第一金属层表面，也可以贯穿所述电流扩展层，延伸至所述第一介质层表面，本发明对此并不做限定，只要保证所述第二切割缝不延伸至所述第一金属层内即可。

由于ICP是利用等离子体与被加工材料反应形成气态产物，该气态产物会被ICP工艺设备的尾气系统带走，不会产生熔融物。因此，所述第一切割缝和所述第二切割缝的形成工艺优选为ICP干法刻蚀工艺，以减少所述第一切割缝和所述第二切割缝形成过程中的反应产物。

需要说明的是，第二切割缝形成的目的是去除所述电流扩展层以及位于所述第一切割缝底部侧壁上多余的第一保护层，以减少后续激光划片过程中熔融物的来源(如激光烧蚀电流扩展层和第一介质层产生的熔融物)，使得激光划片过程中产生的熔融物不会击穿位于所述第一切割缝侧壁上的第一保护层，减小激光烧蚀过程中产生的熔融物粘附到所述LED芯粒的侧壁数量，提高LED芯粒的发光效率，同时避免激光烧蚀过程中产生的熔融物接触到LED芯粒的PN结结构，以免产生漏电现象。

可选的，在上述实施例的接触上，在本发明的一个实施例中，所述第二切割缝的宽度取值范围为10微米-40微米，包括端点值，但本发明对此并不做限定，具体视情况而定。具体的，在本发明的一个实施例中，所述第二切割缝的宽度为22微米。

S10：如图13所示，利用激光划片工艺在所述第二切割缝所在区域形成第三切割缝H，所述第三切割缝H完全贯穿所述第一金属键合结构200并延伸至所述第二衬底300内，但本发明对此并不做限定，以完全贯穿所述第一金属键合结构200，至少延伸至所述第二衬底300朝向所述第一金属键合结构200一侧表面为准。

具体的，在本发明的一个实施例中，所述第三切割缝的宽度取值范围为8微米-15微米，包括端点值，深度取值范围为20微米-50微米，包括端点值。

S11：从所述第二衬底背离所述第一金属键合结构侧对所述第二衬底进行第四切割缝的切割，直至所述第四切割缝与所述第三切割缝相连通，形成多个独立的LED芯粒，如图14所示。

具体的，在本发明的一个实施例中，从所述第二衬底背离所述第一金属键合结构侧对所述第二衬底进行第四切割缝的切割，直至所述第四切割缝与所述第三切割缝相连通，形成多个独立的LED芯粒包括：

采用刀片背划的方式，从所述第二衬底背离所述第一金属键合结构侧对所述第二衬底进行第四切割缝的初次切割，实现所述LED芯粒的预分离；

采用劈裂方式，从所述第二衬底背离所述第一金属键合结构侧对所述第二衬底进行第四切割缝的再次切割，直至所述第四切割缝与所述第三切割缝相连通，实现所述LED芯粒的彻底分离，形成多个独立的LED芯粒。

相应的，本发明实施例还提供了一种LED芯粒，继续如图14所示，该LED芯粒包括：

第二衬底300；位于所述第二衬底300表面的金属键合结构400，所述金属键合结构400包括第一金属键合结构200；位于所述金属键合结构400背离所述第二衬底300一侧的反射结构30；位于所述反射结构30背离所述金属键合结构400一侧的外延结构20，所述外延结构20包括：位于所述反射结构30背离所述金属键合结构400一侧的电流扩展层24，位于所述电流扩展层24背离所述反射结构30一侧的PN结结构23；位于所述PN结结构23背离所述电流扩展层24一侧的欧姆接触图形(图中未示出)；位于所述欧姆接触图形背离所述PN结结构23一侧的焊盘C，所述焊盘C与所述欧姆接触图形电连接；

其中，在预设方向X上，所述PN结结构23的宽度小于所述电流扩展层24的宽度小于所述金属键合结构400的宽度。

需要说明的是，在本发明实施例所提供的LED芯粒中，所述PN结结构23的宽度小于所述电流扩展层24的宽度小于所述金属键合结构400的宽度是由于所述LED芯粒制作过程中，所述第一切割缝D的宽度大于所述第二切割缝G的宽度大于所述第三切割缝H的宽度形成的。

可选的，在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述第二衬底为硅衬底，但本发明对此并不做限定。

需要说明的是，在本发明实施例中，当所述第二半导体结构包括第二衬底和位于所述第二衬底表面的第二金属键合结构时，所述金属键合结构400不仅包括第一金属键合结构200，还包括第二金属键合结构；本发明对此并不做限定，具体视情况而定。

本发明实施例所提供的LED芯粒的制作方法，在利用激光划片工艺对第一金属键合结构进行烧蚀之前，先形成贯穿切割所述PN结结构的第一切割缝，然后，在所述第一切割缝表面形成第一保护层，以对LED芯粒侧壁形成保护层，再在第一切割缝内形成贯穿所述电流扩展层的第二切割缝，以减少后续激光划片过程中产生的熔融物，减少所述熔融物对所述LED芯粒出射光线的吸收，提高所述LED芯粒的发光效率。

而且，本发明实施例所提供的LED芯粒的制作方法，在形成第二切割缝时，由于所述第一切割缝表面有第一保护层保护，即使所述第二切割缝刻蚀时接触到所述第一金属键合结构产生部分熔融物，也不会粘附到所述LED芯粒的PN结侧壁上，导致LED芯粒漏电。

综上，利用本发明实施例所提供的LED芯片的制作方法制作的LED芯粒，芯粒侧壁的出光可以明显提高，使芯粒整体发光效率可提升8％-10％，漏电现象也会显著降低，良率提升1％-2％。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种LED芯粒的制作方法，其特征在于，包括：

制作第一半导体结构，所述第一半导体结构包括：第一衬底、位于所述第一衬底表面的外延结构，位于所述外延结构表面的反射结构，其中，所述第一衬底为砷化镓衬底，所述外延结构包括位于第一衬底表面的腐蚀停止层、位于所述腐蚀停止层表面的欧姆接触层、位于所述欧姆接触层表面的PN结结构以及位于所述PN结结构表面的电流扩展层，所述反射结构包括位于所述电流扩展层表面的第一介质层以及位于所述第一介质层表面的第一金属层；

在所述反射结构表面形成第一金属键合结构；

制作第二半导体结构，所述第二半导体结构包括第二衬底；

利用所述第一金属键合结构键合所述第一半导体结构和所述第二半导体结构；

去除所述第一衬底和所述外延结构中的腐蚀停止层，并去除所述欧姆接触层的部分区域，保留部分区域，在所述PN结结构表面多个预设区域形成至少一个欧姆接触图形，所述预设区域与待制作的LED芯粒一一对应；

在所述预设区域形成焊盘，所述焊盘完全覆盖其所在预设区域的欧姆接触图形；

从所述焊盘侧对所述外延结构进行切割，在所述多个预设区域中任意两个相邻的预设区域之间形成第一切割缝，所述第一切割缝完全贯穿所述PN结结构，且不曝露所述第一金属层；

在所述第一切割缝表面形成第一保护层；

在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝至多贯穿所述第一介质层，且所述第二切割缝的宽度小于所述第一切割缝的宽度；

利用激光划片工艺在所述第二切割缝所在区域形成第三切割缝，所述第三切割缝完全贯穿所述第一金属键合结构并延伸至所述第二衬底内；

从所述第二衬底背离所述第一金属键合结构侧对所述第二衬底进行第四切割缝的切割，直至所述第四切割缝与所述第三切割缝相连通，形成多个独立的LED芯粒。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：在所述欧姆接触层和所述PN结结构之间形成第一限制层。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：

在所述电流扩展层和所述PN结结构之间形成第二限制层。

4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在所述第一衬底上形成外延结构还包括：在所述欧姆接触层与所述第一限制层之间形成粗化层；

在所述第一切割缝表面形成第一保护层之前，该方法还包括：对所述粗化层背离所述第一限制层一侧表面进行粗化处理，使得所述粗化层背离所述第一限制层一侧为粗糙面。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成反射结构包括：

在所述外延结构背离所述第一衬底一侧表面形成第一介质层，所述第一介质层中具有多个接触孔；

在所述第一介质层背离所述外延结构一侧表面以及所述接触孔内形成第一金属层，并在第一预设温度下加热融合第一预设时间。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一切割缝的宽度取值范围为20微米-50微米，包括端点值；所述第一切割峰的深度取值范围为4微米-10微米，包括端点值。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝曝露所述第一金属键合结构部分区域包括：

利用ICP干法刻蚀工艺或化学湿法腐蚀工艺，在所述第一切割缝所在区域形成第二切割缝，所述第二切割缝以完全贯穿所述电流扩展层为准，以使得所述第二切割缝曝露所述第一金属键合结构部分区域。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述第二切割缝的宽度取值范围为10微米-40微米，包括端点值。

9.一种LED芯粒，其特征在于，该LED芯粒利用权利要求1-8任一项所述的制作方法制作，该LED芯粒包括：

第二衬底；

位于所述第二衬底表面的金属键合结构，所述金属键合结构包括第一金属键合结构；

位于所述金属键合结构背离所述第二衬底一侧的反射结构，所述反射结构包括位于所述金属键合结构表面的第一金属层以及位于所述第一金属层表面的第一介质层；

位于所述反射结构背离所述金属键合结构一侧的外延结构，所述外延结构包括：位于所述反射结构背离所述金属键合结构一侧的电流扩展层，位于所述电流扩展层背离所述反射结构一侧的PN结结构，位于所述PN结结构背离所述电流扩展层一侧的欧姆接触图形；

位于所述欧姆接触图形背离所述PN结结构一侧的焊盘，所述焊盘与所述欧姆接触图形电连接；

其中，在预设方向X上，所述PN结结构的宽度小于所述电流扩展层的宽度小于所述金属键合结构的宽度，所述预设方向X平行于位于所述PN结结构两侧且与所述PN结结构相邻的两个所述预设区域的连线方向。

10.根据权利要求9所述的LED芯粒，其特征在于，所述外延结构还包括：

位于所述PN结结构与所述欧姆接触图形之间的第一限制层；和/或，

位于所述PN结结构与所述电流扩展层之间的第二限制层。

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