专利名称：发光二极管的制法的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种发光二极管的制法，特别是指一种能提升发光二极管在高湿度下的寿命的发光二极管的制法。
背景技术：
由于发光二极管(LED :Light Emitting Diode)具有体积小、耗电低以及寿命长等优点，因此目前已广泛应用于家电、车辆、计算机外设产品、通讯产品以及照明产品等上，发光二极管已然成为新世代的光源，其重要性不言可喻。至于上述发光二极管(俗称晶粒)的制造，请参阅图I所示，现有的制法包含前段制程(此为已知，故不另赘述，亦未绘制图式)S101、制作电极S102以及切割S103，换言之，现有的制法是在完成电极的制作之后，接着即进行切割，切割后即形成一颗颗如图2所不的发光二极管成品，该发光二极管I包括一招砷化镓(AlGaAs)层11、一背面金属(Back side metal)层13以及一位于该招砷化镓层11和背面金属层13之间的砷化镓(GaAs)层
12,且还包括一设置于该招砷化镓层11表面的电极(Bonding Pad) 14。惟，由于中国台湾四面环海，空气中的湿度较高，导致易于造成发光二极管的寿命偏短，更遑论世界上具有较高湿度的国家、地区亦所在多有，在此发光二极管已被高度应用的现在，如何解决发光二极管寿命偏短的问题，早已刻不容缓。因此，如何设计出一种可提高发光二极管在高湿度下的寿命的本发明制法，乃为本案发明人所亟欲解决的一大课题。
发明内容
本发明的目的之一是在于提供一种可在预定处形成氧化层(即钝化层)的发光二极管的制法，用以提升发光二极管在高湿度下的寿命。本发明的目的之二则在于提供一种可提升氧化层(即钝化层)均匀度的发光二极管的制法，用以让发光二极管在高湿度下提升寿命的效果，能因为氧化层(即钝化层) 的越均匀而越好。为达上述目的，本发明提供一种发光二极管的制法，包含前段制程、制作电极以及切割步骤，且制作电极后形成半成品，其特征在于在该制作电极步骤与切割步骤之间进一步包含一化学成膜步骤，该化学成膜步骤包括提供一溶液，该溶液为碱性且含氧量高; 以及，浸泡，将所述半成品浸泡于该溶液中，使半成品本身与溶液产生反应，而于该半成品的预定处形成一层氧化层。由此，乃能提高发光二极管在高湿度下的寿命。较佳者，本发明发光二极管的制法，进一步包含有均匀手段，该均匀手段是在让所述氧化层的形成能更为均匀。由此，以让发光二极管在高湿度下提升寿命的效果，能因为氧化层的越均匀而越好。
图I为现有制法的流程图。
图2为依据现有制法所制出的发光二极管的结构示意图。
图3为本发明制法第一实施例的流程图。
图4为本发明制法第:二实施例的流程图。
图5为依据本发明制法所制出的发光二极管的结构示意图。
图6为本发明于浸泡时所使用的控制装置的结构示意图。
图7为本发明制法于隔离控制时的示意图。
主要元件符号说明
I发光二极管
11铝砷化镓层12砷化镓层
13背面金属层14电极
2发光二极管
21铝砷化镓层22砷化镓层
23背面金属层24电极
25钝化层26沟槽
27砷化镓
3控制装置
31基座32斜架
33容器331溶液液面 34摆放制具
4隔离剂
S301前段制程
S303制作电极
S305化学成膜
S307切割
S401前段制程
S403制作电极
S405均匀手段
S407化学成膜
S409切割
具体实施例方式为了能够更进一步了解本发明的特征、特点和技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，惟所附图式仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。本发明提供一种发光二极管的制法，主要是在发光二极管上形成一混合的氧化层，此层即标示为钝化(Passivation)层，以可提高发光二极管在高湿度下的寿命，而且还能提升发光二极管的轴向亮度。如图3、图4所示是在分别揭示本发明制法的第一、二实施例。〈第一实施例〉请参阅图3、图5所示的本发明第一实施例，本发明制法包含前段制程(例如黄光、化学蚀刻或清洗、蒸镀以及合金等)S301、制作电极S303以及切割步骤S307，且制成如图5所示的电极24后形成半成品，本发明的特征则在于在该制作电极S303与切割S307 两步骤之间进一步包含一化学成膜S305步骤，该化学成膜S305步骤包括提供一溶液，该溶液为一碱性且含氧量高(例如以双氧水H2O2计大于28%的含氧量，即属于高含氧量)的溶液；以及，浸泡，将所述半成品浸泡于该溶液中，使半成品本身与溶液产生反应，而于该半成品的预定处形成一层氧化层，此一氧化层即标示为钝化层25。其中，该发光二极管2的半成品包括了铝砷化镓层21和砷化镓层22，因此，该半成品本身乃具有铝、镓和砷等材质，该铝、镓和砷是与所述溶液反应而形成所述的氧化层(铝镓砷氧化层)，此一氧化层即标示为钝化层25，而该半成品本身与溶液的化学反应式为2A13++6or—2A12(OH)3 -A1203+3H;
2Ga3++6or—2Ga2 (OH) 3 - Ga2O-5+3H;
2As3++6or—2As2 (OH) 3 - As2O-5+3H;，用以得到氧化铝、氧化镓和氧化砷而混合成所述的氧化层，此一氧化层即标示为钝化层25。该溶液为氨水和双氧水的混合溶液(如下)NH4OHiH2O2，而由于氨水相对于双氧水的比例过高会对发光二极管2产生破坏，但若比例过低又相对增加了制程时间，因此，该混合溶液中的氨水和双氧水的比例为I : 50 I 150。请参阅图5所示，依本发明制法所制出的发光二极管2包括一铝砷化镓(AlGaAs) 层21、一背面金属(Back side metal)层23以及一位于该招砷化镓层21和背面金属层 23之间的砷化镓(GaAs)层22,且还包括一设置于该招砷化镓层21表面的电极(Bonding Pad) 24以及一亦形成于该招砷化镓层21表面的钝化层25。<第二实施例>由于所形成的钝化层25是越均匀效果越好，因此，请参阅图4、图5所示，本发明第二实施例的发光二极管的制法是较第一实施例还多了均匀手段S405，亦即本发明第二实施例的制法包含前段制程S401、制作电极S403、均匀手段S405、化学成膜S407以及切割步骤 S409。该均匀手段S405包括表面氧化物的移除、低温控制、角度控制、浸泡控制以及隔尚控制。其中的表面氧化物的移除是在移除该半成品的预定处表面上的氧化物，较佳者， 是在化学成膜前以稀释氢氟酸(HF = H2O)的混合溶液来处理所述半成品的表面，或以硫酸、 双氧水和水(H2SO4 H2O2 H2O)采3 I I的比例混合形成的混合溶液来处理所述半成品的表面，所述的氧化层(钝化层25)即形成于此一表面。其中的低温控制由于高温成膜(即形成钝化层25)的均匀性差，而低温成膜则可得到较佳的均匀性，且对于钝化层25的厚度的管控亦较容易，因此，所述的低温控制是将温度控制在5°C以上、25°C以下。其中的角度控制和浸泡控制由于成膜(即形成钝化层25)时，所述溶液会产生气泡，气泡则会影响成膜的均匀性，因此需给予一角度以避免因为气泡而造成不均匀，该角度控制是在控制该半成品的摆放角度须与地平面间存在有5 35度的倾斜角度。至于浸泡控制，则在控制溶液须完全盖过所述的半成品。请参阅图6所示的控制装置3，其包括一基座31、设于该基座31上的斜架32、承载于该斜架32上的容器33以及收容于该容器33内的摆放制具34，所述斜架32具有5 35度的倾斜角度，发光二极管的半成品摆放于该摆放制具34上，而容器33内则还收容有所述的溶液，并使溶液液面331高于该半成品，换言之， 通过此一控制装置3能同时达到角度控制和浸泡控制。至于基座31，由于成膜时须静置且避免震动(否则将易于造成钝化层25的脱落)，因此该基座31是以吸震材质为佳。其中的隔离控制假设该半成品的预定处与所述溶液之间具有第一反应速率，而该半成品的其它处与溶液之间具有第二反应速率，则该隔离控制必须在该半成品的预定处与其它处之间予以隔离，因为不同的反应速率，将会使所形成的钝化层25不均匀。如本发明实施例所示，由于部分制程会造成砷化镓层22裸露，且砷化镓层22与溶液的反应速率远大于表面铝砷化镓层21，故此二者之间必须隔离才能增加均匀性(当然，必要时所述的隔离控制亦可用来保护电极)。请参阅图7所示，该隔离控制则包括于该铝砷化镓层21的表面形成有多道沟槽26 ；以及于各该沟槽26内填入隔离剂(例如光阻等)4而做为隔离之用。由此，本发明制法于隔离控制之后接着进行化学成膜S407步骤而形成钝化层25，于化学成膜S407步骤之后则须去除所填入的该些隔离剂4，以利于本发明制法的最后步骤切割S409的进行，换言之，所述切割S409是依据该些沟槽26来做为切割的预定切割线，切割后即形成在图7中所示的一颗颗的发光二极管2。其中，所述的该这些沟槽26是通过半切或平台蚀刻来形成； 所述的该些沟槽26的深度是及于该砷化镓层22。综上所述，本发明发光二极管的制法的特点在于通过在铝砷化镓层21的表面形成有混合的氧化层，且此一氧化层标示为钝化层25，用以提高发光二极管2在高湿度下的寿命，且所形成的钝化层25越均匀，则提高发光二极管2寿命的效果越好，甚至于还能提升发光二极管2的轴向亮度；再者，依据本发明制法所形成的钝化层25，还具有成本低的特以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围， 举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效结构变化，均理同包含于本发明的权利范围内，合予陈明。
权利要求
1.一种发光二极管的制法，包含前段制程、制作电极以及切割步骤，且制作电极后形成半成品，其特征在于在该制作电极步骤与切割步骤之间进一步包含一化学成膜步骤，该化学成膜步骤包括提供一溶液，该溶液为碱性且含氧量高；以及浸泡，将所述半成品浸泡于该溶液中，使半成品本身与溶液产生反应，而于该半成品的预定处形成一层氧化层。
2.如权利要求I所述的发光二极管的制法，其特征在于，该半成品本身具有铝、镓和砷，该铝、镓和砷与所述溶液反应而形成所述的氧化层。
3.如权利要求2所述的发光二极管的制法，其特征在于，该半成品本身与溶液的化学反应式为2Al3++60r — 2A12 (OH) 3 — A1203+3H22Ga3++60H_ — 2Ga2 (OH) 3 — Ga203+3H22As3++60r — 2As2 (OH) 3 — As203+3H2，用以得到氧化铝、氧化镓和氧化砷而混合成所述的氧化层。
4.如权利要求2所述的发光二极管的制法，其特征在于，该溶液为氨水和双氧水的混合溶液。
5.如权利要求4所述的发光二极管的制法，其特征在于，该混合溶液中的氨水和双氧水的比例为I : 50 I : 150。
6.如权利要求I所述的发光二极管的制法，其特征在于，进一步包含均匀手段，该均匀手段是在让所述氧化层的形成能更为均匀。
7.如权利要求6所述的发光二极管的制法，其特征在于，该均匀手段包括表面氧化物的移除，是在移除该半成品的预定处表面上的氧化物。
8.如权利要求7所述的发光二极管的制法，其特征在于，该表面氧化物的移除，是在化学成膜前，以稀释氢氟酸的混合溶液来处理所述半成品的表面，所述的氧化层即形成于此一表面。
9.如权利要求7所述的发光二极管的制法，其特征在于，该表面氧化物的移除，是在化学成膜前，以硫酸、双氧水和水采用3 I I的比例混合形成的混合溶液来处理所述半成品的表面，所述的氧化层即形成于此一表面。
10.如权利要求6所述的发光二极管的制法，其特征在于，该均匀手段包括低温控制， 是将温度控制在5°C以上、25°C以下。
11.如权利要求6所述的发光二极管的制法，其特征在于，该均匀手段包括角度控制， 是在控制该半成品的摆放角度须与地平面间存在有5 35度的倾斜角度。
12.如权利要求6所述的发光二极管的制法，其特征在于，该均匀手段包括浸泡控制， 是须使溶液完全盖过所述的半成品。
13.如权利要求6所述的发光二极管的制法，其特征在于，该均匀手段包括隔离控制， 该半成品的预定处与溶液之间具有第一反应速率，该半成品的其它处与溶液之间具有第二反应速率，该隔离控制则是在将该半成品的预定处与其它处之间予以隔离。
14.如权利要求13所述的发光二极管的制法，其特征在于，所述半成品具有铝砷化镓层、背面金属层以及位于该铝砷化镓层与背面金属层之间的砷化镓层，该半成品还具有设置于该铝砷化镓层表面的电极，所述氧化层则亦形成于该铝砷化镓层的表面；至于该隔离控制则包括于该铝砷化镓层的表面形成有多道沟槽；以及于各该沟槽内填入隔离剂而做为隔离之用。
15.如权利要求14所述的发光二极管的制法，其特征在于，该隔离控制之后接着进行化学成膜步骤，而于化学成膜步骤之后则须去除所填入的该些隔离剂。
16.如权利要求14所述的发光二极管的制法，其特征在于，该这些沟槽即为进行切割步骤时的预定切割线。
17.如权利要求14所述的发光二极管的制法，其特征在于，该这些沟槽是通过半切以及平台蚀刻的其中之一来形成。
18.如权利要求14所述的发光二极管的制法，其特征在于，该些沟槽的深度是及于该砷化镓层。
19.如权利要求14所述的发光二极管的制法，其特征在于，各该隔离剂为光阻。
20.如权利要求I所述的发光二极管的制法，其特征在于，该半成品于进行化学成膜时须以静置且避免震动的方式浸泡于溶液中。
21.如权利要求I所述的发光二极管的制法，其特征在于，该溶液具有以双氧水(H2O2) 计大于28%的含氧量。
全文摘要
本发明是关于一种发光二极管的制法，包含前段制程、制作电极，制作电极后形成半成品、化学成膜步骤以及切割步骤，该化学成膜步骤包括提供一溶液，该溶液为一碱性且含氧量高的溶液；以及，浸泡，将所述半成品浸泡于该溶液中，使半成品本身与溶液产生反应，而于该半成品的预定处形成一层铝镓砷氧化层。由此，乃能提高发光二极管在高湿度下的寿命。
文档编号H01L33/44GK102610708SQ20111003038
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者刘建政, 陈怡宏, 龚正 申请人:鼎元光电科技股份有限公司