[發明專利]濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯底被腐蝕的方法

在審

• 申請號: 201610099451.4
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105679889A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 河源市眾拓光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/306
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 李健富

技術領域

本發明涉及LED制造技術，具體涉及濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯 底被腐蝕的方法。

背景技術

目前，多數發光二極管(LightEmittingDiode,LED)的外延層是在藍寶石 襯底上制備的。該制備工藝復雜，需要采用價格昂貴的激光剝離設備，生產成 本高。為了降低生產成本，人們開始采用單晶硅作為襯底來生長氮化鎵基化合 物半導體材料來滿足不斷擴大的市場需求。Si材料是目前價格最便宜，可獲得 尺寸最大、器件工藝較成熟的半導體材料。與藍寶石相比，Si熱導率高、導電 性好，可制備垂直結構，更適合大功率LED設備。

以硅為襯底的GaN基半導體發光器件，如LED中，為了消除硅襯底對光的 s吸收，必須將半導體器件的有源部分與硅襯底剝離，再將有源部分轉移到導電 和導熱性能更好的金屬襯底上，以獲得性能更優良的垂直結構器件。

將硅襯底剝離去除的技術中，酸腐蝕法即濕法剝離法是一種有效而簡便的 方法，可大幅度降低生產成本，而該技術目前最主要的技術難題是對金屬襯底 進行有效的保護，防止金屬襯底在酸腐蝕溶液中被腐蝕，若不對金屬襯底進行 保護則無法制備結構完整的垂直結構發光器件。

為了解決上述的技術難題，本發明人使用光刻膠保護金屬襯底，在保證金 屬襯底完整的同時方便高效地將半導體器件例如氮化鎵基垂直LED片有源層從 硅襯底完整剝離，從而順利實現氮化鎵基垂直LED片有源層從硅襯底向金屬襯 底的轉移，為成功制備氮化鎵基垂直LED片芯片奠定了基礎，而且這種方法可 大大降低半導體發光器件的制造成本。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供濕法剝離中防止氮化鎵 基垂直LED襯底被腐蝕的方法。

為解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯底被腐蝕的方法，包括以下步驟：

1)清洗：將氮化鎵基垂直LED片依次置于丙酮、乙醇、去離子水中超聲 清洗；取出后經去離子水清洗，用氮氣吹干；該氮化鎵基垂直LED片自下至上 依次由硅襯底、LED外延層和金屬襯底復合而成；

2)旋涂表面處理劑：在金屬襯底面中心滴加表面處理劑，以1000rpm預轉 后再以3000rpm旋轉使表面處理劑在金屬襯底上分散均勻；

3)旋涂光刻膠：在金屬襯底面中心滴加正性光刻膠，以1000rpm預轉后再 以3000rpm旋轉使正性光刻膠在金屬襯底上分散均勻；

4)刷涂光刻膠：用刷子將金屬襯底的側面刷上正性光刻膠；使金屬襯底側 面封口；

5)烘干：將步驟4)處理后的氮化鎵基垂直LED片先于105-115℃干燥后 再于135-145℃烘干。

作為優選，步驟2)中，使用勻膠機旋涂表面處理劑，將氮化鎵基垂直LED 片以金屬襯底朝上的方式吸附于勻膠機吸盤。

作為優選，步驟2)中，所述表面處理劑為六甲基二硅胺。

作為優選，步驟2)中，表面處理劑的旋涂量為1-2mL/cm²。

作為優選，步驟3)中，光刻膠的旋涂量為3-4mL/cm²。

作為優選，驟5)后還包括步驟6)濕法剝離：采用以氫氟酸和硝酸按1：2 的體積比混合硅腐蝕液將硅襯底剝離，取出。

作為優選，步驟6)后還包括步驟7)去光刻膠：采用正膠去膜劑超聲振蕩 去膠，清洗，干燥。

作為優選，步驟7)中，所述正膠去膜劑為KMPST600。

作為優選，步驟7)中，將步驟6)處理后的氮化鎵基垂直LED片放入KMP ST600中于70-85℃超聲15-30min；再放入到丙酮中于40-45℃超聲10-20min； 再放入到異丙醇中于45-55℃超聲15-20min。

相比現有技術，本發明的有益效果在于：

1)本發明使用的原料均可市售，原料成本低廉；

2)本發明使用的光刻膠耐酸腐蝕，粘性好，在酸腐蝕液中不易脫落，能有 效保護金屬襯底使得硅襯底能完整均勻地被剝離，相對比現有濕法腐蝕的其他 保護方案具有工藝成熟，更易去除且去除徹底的優點；

3)本發明采用光刻膠對金屬襯底進行保護，還具有一定的支撐作用，相對 比現有的濕法腐蝕保護方案(如UV膜保護方案)能更有效地防止外延層的翹 曲，減少了裂紋的產生。