[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

技術領域

本發明涉及LED技術領域，具體的說是一種薄膜LED芯片器件及其制造方法及應用。

背景技術

現有的薄膜LED芯片器件，是在傳統的倒裝結構芯片的基礎上，利用準分子激光剝離襯底技術將生長GaN材料的襯底(藍寶石襯底或SiC襯底)剝離，露出LED薄膜結構。

請參閱圖1，傳統的薄膜LED芯片器件具有以下問題：倒裝結構芯片中用于結合GaN外延層薄膜1與倒裝基板3的金屬凸點2之間存在未填充的空隙4，GaN外延層薄膜1部分缺乏有效支撐及熱沉，這樣在進行激光剝離工藝時容易由于瞬間的機械振動或瞬間的熱效應導致芯片的破裂或結構變化而導致失效，最終導致薄膜LED芯片器件的成品良率低下。

請參閱圖2，傳統的薄膜LED芯片器件在激光剝離工藝時，需將芯片與襯底5一顆一顆地進行單元分離，這個過程速度慢，耗時長，不易于批量生產的實現；而且，由于在激光剝離工藝前所進行的單元分離，將襯底分割為較小的個體，剝離后的襯底將無法回收再利用，造成資源浪費，并增加生產成本。

發明內容

針對以上現有技術的不足與缺陷，本發明的目的在于提供一種薄膜LED芯片器件制造方法。

本發明的另一目的在于提供一種薄膜LED芯片器件。

本發明的再一目的在于提供一種薄膜LED芯片器件的應用。

本發明的目的是通過采用以下技術方案來實現的：

一種薄膜LED芯片器件制造方法，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。

作為本發明的優選技術方案，所述蝕刻凹槽的深度為0.5μm-10μm，寬度為5μm-200μm。

作為本發明的優選技術方案，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。

作為本發明的優選技術方案，所述金屬反射層為Ag材料；或者，為Al、A?g、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。

作為本發明的優選技術方案，所述鈍化膜為SiO₂或者為Si₃N₄材料，該鈍化膜的厚度為50nm-5000nm。

作為本發明的優選技術方案，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。

作為本發明的優選技術方案，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。

作為本發明的優選技術方案，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。