[發明專利]薄膜LED芯片器件及其制造方法及應用

有效

• 申請號: 201210103954.6
• 申請日: 2012-04-11
• 公開（公告）號: CN102683517A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 王冬雷;林惠雄
• 申請（專利權）人: 大連德豪光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/62
• 代理公司: 廣東秉德律師事務所 44291
• 代理人: 楊煥軍

1.一種薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、在襯底上依次生長N型半導體層、活性層、P型半導體層，以此組成GaN基外延薄膜基層；

b、蝕刻凹槽，該蝕刻凹槽沿P型半導體層的表面延伸至N型半導體層，使該N型半導體層外露；

c、在P型半導體層的表面附著一與其歐姆接觸的金屬反射層；

d、蝕刻劃片凹槽，該劃片凹槽沿金屬反射層的表面延伸至襯底與N型半導體層的結合面，將整個GaN基外延薄膜基層分割為若干單元；

e、沿金屬反射層與GaN基外延薄膜外露的各表面與各側面沉積一絕緣的鈍化膜，形成GaN基外延薄膜；

f、局部的去除金屬反射層表面的鈍化膜與蝕刻凹槽底面的鈍化膜，露出金屬反射層與N型半導體層；

g、在金屬反射層外露的位置沉積一P極多層金屬粘合層，在N型半導體層外露的位置沉積一N極多層金屬粘合層；

h、在P極多層金屬粘合層電學連接P極導電支撐厚金屬層及在N極多層金屬粘合層電學連接N極導電支撐厚金屬層；然后，在GaN基外延薄膜上涂布絕緣材料后熱處理固化形成固定膜；去除劃片凹槽內的固定膜，并使該P極導電支撐厚金屬層與該N極導電支撐厚金屬層的一端外露于固定膜，制成帶襯底的整片GaN基外延薄膜器件；或者，

在GaN基外延薄膜上涂布絕緣材料，熱處理固化形成固定膜；去除劃片凹槽內以及P極多層金屬粘合層和N極多層金屬粘合層上的固定膜；并設置與P極多層金屬粘合層電學連接的P極導電支撐厚金屬層及與N極多層金屬粘合層電學連接的N極導電支撐厚金屬層，該P極導電支撐厚金屬層與該N極導電支撐厚金屬層的一端外露于固定膜，制成帶襯底的整片GaN基外延薄膜器件；

i、將上述整片GaN基外延薄膜器件固定在藍膜上，通過激光燒蝕剝離襯底，襯底剝離后，經劃片凹槽分割的整片GaN基外延薄膜器件分離為多個薄膜LED芯片器件。

2.根據權利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述蝕刻凹槽的深度為0.5μm-10μm，寬度為5μm-200μm。

3.根據權利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述c步驟還包括一步驟：將所述金屬反射層與GaN基外延薄膜放入N₂中退火處理。

4.根據權利要求1或3所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述金屬反射層為Ag材料；或者，為Al、Ag、Ni、Au、Cu、Pd、Rh中的金屬所組成的合金材料；該金屬反射層的厚度為20nm-1000nm。

5.根據權利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述鈍化膜為SiO₂或者為Si₃N₄材料，該鈍化膜的厚度為50nm-5000nm。

6.根據權利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述P極多層金屬粘合層與N極多層金屬粘合層分別包括粘附層、阻擋層及浸潤層。

7.根據權利要求6所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述粘附層為Ti、Cr或Al材料；該阻擋層為Ni或Pt材料；該浸潤層為Au材料。

8.根據權利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述固定膜為環氧樹脂材料或者為具有光刻性能的環氧樹脂材料或者為具有光刻性能的玻璃材料，該固定膜的厚度為10μm-200μm。

9.根據權利要求8所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述固定膜為環氧樹脂材料時，該h步驟包括以下步驟：

首先，采用圖案化電鍍工藝或釘頭凸點焊接工藝在P極多層金屬粘合層與N極多層金屬粘合層上分別生成與該P極多層金屬粘合層電學連接的P極導電支撐厚金屬層及與該N極多層金屬粘合層電學連接的N極導電支撐厚金屬層；

然后，在GaN基外延薄膜上旋轉涂布環氧樹脂材料，并在50℃至300℃的溫度中對該環氧樹脂材料進行熱處理，使環氧樹脂材料固化形成固定膜；

最后，采用光刻、顯影與干法蝕刻工藝，去除劃片凹槽內充填的環氧樹脂材料及固定膜表面的部分環氧樹脂材料，使P極導電支撐厚金屬層與N極導電支撐厚金屬層的一端外露。