[發明專利]micro-LED芯片的襯底剝離與鍵合方法

在審

• 申請號: 202310340456.1
• 申請日: 2023-03-31
• 公開（公告）號: CN116314540A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 周圣軍;孫月昌;施浪
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨涵

1.一種micro-LED芯片的襯底剝離與鍵合方法，其特征在于：通過將micro-LED芯片電路板移動至帶有micro-LED的晶圓上，對準之后進行鍵合，通過轉移晶圓實現micro-LED芯片的巨量轉移；包括2個環節，即襯底剝離和芯片與電路板鍵合：

S1：對于micro-LED芯片個體，其襯底剝離過程，具體包括以下步驟：

S1.1)取micro-LED芯片，該芯片在藍寶石襯底上生長有一層周期性圖形化SiO₂陣列；

S1.2)在micro-LED芯片的底面，即藍寶石襯底面進行打孔，打出溝槽，溝槽剛好到圖形化SiO₂陣列處；

S1.3)通過已打好的溝槽，往溝槽里面注入BOE溶液，該溶液與圖形化SiO₂陣列反應，腐蝕去除SiO₂，在原來的圖形化SiO₂陣列處留下空洞，減小藍寶石襯底與LED外延片之間的結合力；之后使用清水清洗掉BOE溶液；

S1.4)對去除掉圖形化SiO₂的micro-LED芯片進行襯底剝離，剝離之后的是薄膜micro-LED芯片；

S2：所述芯片與電路板鍵合的方法，具體包括以下步驟：

S2.1)取電路板，該電路板包括玻璃基板及線路圖形等；

S2.2)在線路圖形上滴加Au/Sn焊料；

S2.3)將micro-LED晶圓倒置，然后靠電路板近；Micro-LED晶圓上的每顆micro-LED芯片已經隔離開；

S2.4)將晶圓上的micro-LED芯片與電路板上的線路圖形進行對齊，然后以較低的速度移動電路板，將電路板與晶圓接觸；

S2.5)加熱并按壓電路板與晶圓，使電路板上的Au/Sn焊料熔化，然后與micro-LED芯片的焊盤相連接；

S2.6)通過剝離技術，采用激光剝離技術，化學剝離技術，機械研磨技術等技術中的一種，將晶圓襯底剝離，從而實現micro-LED芯片與電路板鍵合及轉移。

2.根據權利要求1所述的micro-LED芯片的襯底剝離與鍵合方法，其特征在于：所述步驟S1.1)中，在micro-LED芯片中，周期性圖形化SiO₂陣列的底部直徑為2～5μm，高度為1～3μm。

3.根據權利要求1或2所述的micro-LED芯片的襯底剝離與鍵合方法，其特征在于：所述步驟S1.2)中，對藍寶石襯底面進行打孔以打出溝槽，所采取的方法有是激光打孔、通過光刻刻蝕或通過鹽酸等酸性物質進行腐蝕出溝槽方法中的任一種。

4.根據權利要求1或2所述的micro-LED芯片的襯底剝離與鍵合方法，其特征在于：所述步驟S1.3)中，往溝槽里面注入BOE溶液，采用的是將micro-LED芯片放入BOE溶液中，放置時間為60秒～180秒。

5.根據權利要求3所述的micro-LED芯片的襯底剝離與鍵合方法，其特征在于：所述步驟S1.3)中，往溝槽里面注入BOE溶液，采用的是將micro-LED芯片放入BOE溶液中，放置時間為60秒～180秒。

6.根據權利要求1或2或5所述的micro-LED芯片的襯底剝離與鍵合方法，其特征在于：所述步驟S1.4)中，將micro-LED芯片的藍寶石襯底剝離，采取的辦法是激光剝離、化學方法剝離或機械研磨方法中的任一種。