[發明專利]一種發光二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201410693664.0
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN105702810B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 封波;熊文浚
• 申請（專利權）人: 晶能光電(江西)有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種發光二極管的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：在支撐基板上依次形成粘結金屬層，阻擋金屬層，高熔點金屬層，Sn金屬層；在發光二極管外延片上依次形成粘結金屬層，阻擋金屬層，高熔點金屬層，Sn金屬層；設定鍵合溫度，把所述支撐基板和所述發光二極管外延片通過所述Sn金屬層鍵合在一起；去除所述發光二極管外延片上的襯底和緩沖層，形成電極并切割形成單顆發光二極管。該方法通過采用含有高熔點的晶圓鍵合金屬結構來鍵合LED外延片和基板，提高了晶圓的良率，制造出具有較高可靠性的LED。

技術領域

本發明屬于半導體領域，尤其涉及一種發光二極管及其制造方法。

背景技術

在LED制造過程中，特別是在薄膜結構的LED制造中，往往需要襯底轉移，也就是把外延層從外延襯底轉移到另一個基板上。襯底轉移要利用晶圓鍵合工藝，即把外延片和基板鍵合在一起，再把襯底去除。在這個過程中，為了保證LED的可靠性和良率，晶圓鍵合的溫度不宜過高，否則很容易破壞金屬和外延片的歐姆接觸，同時溫度過高也會降低外延層的量子效率，降低LED的出光效率。另外，鍵合后金屬層之間不能有空洞，空洞容易導致外延層破碎，使LED失效。因此，這就要求在晶圓鍵合時要有液相金屬出現才能最大程度避免鍵合金屬層之間空洞的產生。總的來說，就是要求鍵合金屬在較低的溫度下有液相出現。而Sn的熔點是231℃，非常適合于LED的晶圓鍵合。

但是，在LED應用時，通常都需要將LED焊接到線路板上，而用的最多的焊接材料是Sn膏。在現有技術LED制造中僅采用Sn做鍵合金屬，同時采用Sn作為焊接材料，這樣在焊接的過程中會使得外延層和基板間的Sn也會融化，而最終導致LED失效。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種發光二極管的制造方法。該方法通過采用具有高熔點金屬層的晶圓鍵合金屬結構鍵合LED外延片和支撐基板，來提高晶圓的良率，制造出具有較高可靠性的LED。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種發光二極管的制造方法，包括如下步驟：在支撐基板上依次形成粘結金屬層，阻擋金屬層，高熔點金屬層，Sn金屬層；在發光二極管外延片上依次形成粘結金屬層，阻擋金屬層，高熔點金屬層，Sn金屬層；設定鍵合溫度，把所述支撐基板和所述發光二極管外延片通過所述Sn金屬層鍵合在一起；去除所述發光二極管外延片上的襯底和緩沖層，形成電極并切割形成單顆發光二極管。

優選地，該方法還包括在所述晶圓鍵合金屬結構中的Sn金屬層上形成一保護金屬層。

優選地，所述保護金屬層的材料為Au，其厚度為50nm。

優選地，所述支撐基板為硅基板。

優選地，所述高熔點金屬層的材料為下列中的一種或多種：Ni、Au、Ag、Cu、Pt。

優選地，所述阻擋金屬層的材料為下列中的一種或多種：Ti、W、TiW、TiWN、Pt。

優選地，所述粘結金屬層的材料為下列中的一種或多種：Cr、Ti、Ni、TiW。

通過上述方法，本發明制備出一種發光二極管，包括：去除了襯底和緩沖層的發光二極管外延材料，其位于支撐基板上；含有高熔點金屬的Sn合金層，其位于所述發光二極管外延材料和所述支撐基板之間；兩個阻擋金屬層，其分別位于所述支撐基板與所述Sn合金層之間以及所述發光二極管外延材料與所述Sn合金層之間；兩個粘結金屬層，其分別位于所述支撐基板與所述一阻擋金屬層之間以及所述發光二極管外延材料和另一阻擋金屬層之間。

優選地，所述高熔點金屬為下列材料中的一種或多種：Ni、Au、Ag、Cu、Pt。

優選地，所述阻擋金屬層的材料為下列中的一種或多種：Ti、W、TiW、TiWN、Pt。