[发明专利]制造LED或太阳能电池的结构的方法

说明书

技术领域和背景技术

本发明涉及发光二极管(LED)和太阳能(光生伏打)电池的制造。

LED通常由与包括至少一个n型层或区域、一个p型层或区域和布置在n型层与p型层之间的有源层的这些层的层叠对应的基本结构制造。

至于太阳能电池，它们由包括至少一个p-n结(p型层和n型层的结)的基本结构制造。这些基本结构能够包括多个p-n结。如为本领域技术人员所公知的，p-n结包含与位于该结周围的空间电荷区域(ZCE)对应的有源区域。

以上所提到的基本结构能够由上面通过外延生长形成有必要层的层叠的相同生长基板形成，然后从基板当中切割这个层叠的各部分以使基本LED或光生伏打结构隔离。

然而，完全或部分地在各个基本结构的层次上单独地执行其它LED或太阳能电池制造操作，诸如通过形成n接触垫和p接触垫进行布线、执行后续处理所尤其需要的生长支承的拆卸/去除，意味着基本结构彼此分离并且因此一次处理一个结构。

相同情况适用于在机械支承上组装LED或太阳能电池中涉及的操作或适用于沉积对于各个器件单独地执行的光转换材料(“磷光体”)的操作。

图1A示意性表示在切去包括多个相同的LED结构的生长基板(例如，蓝宝石)之后所获得的基本LED结构3。基本LED结构3由n型层4、有源层5和p型层6的层叠组成。该基本LED结构3形成在生长基板2上并且在p型层6的上表面上还包括反射层(镜)7，全体因此形成多层结构1。

如所知道的，然后利用晶片结合基板8在镜层7的暴露的表面上组装多层结构1(图1B)。传统上，通过热压结合来制备这个组件是有用的，这个结合需要施加特定压力和特别高的温度(高于300℃)以便保证组件的坚固性。例如，能够利用使得能实现要结合的两个表面之间的焊接的金-锡合金来执行这个结合。

在组装完成后，从多层结构1的其余部分中去除生长基板2(作为临时基板)，对于这样的去除的过程为本领域技术人员所公知(图1C)。

然而，本申请人已观察到与热压结合技术有关的数个主要缺点。

在热压结合期间温度的增加导致生长基板2以及最终基板8的明显热膨胀，这个膨胀度是这些基板的相应的热膨胀系数(CTE)的函数。为了获得令人满意的结合结果，因此有必要选取基板2和基板8的类型，使得它们在CTE方面与LED结构3兼容。太大的CTE失配很可能导致破裂，并且因此，很可能降低所述的结构的制造生产量。

在结合期间的高温度还产生生长基板的变形(下垂、翘曲)。当要结合的结构的生长基板是大的(例如，150mm或200mm)时这个变形现象被特别放大。然后有必要在组装期间施加较大的压力以便限制这些变形。因此，当前实践倾向于在最终基板上单独地结合各个LED结构以便在热压结合期间使机械应力最小化。

这些CTE兼容性约束大大限制了能够形成基板2和基板8的材料的选择。选择例如可以涉及到锗，然而，锗具有在材料市场上是昂贵的且相对难以获得的缺点。

因此存在对于有效的并且尤其使得能够免受以上所提到的约束和缺点的用于制造LED或太阳能电池的结构的技术的需要。

发明内容和目的

本发明涉及一种制造方法，该制造方法包括以下步骤：

a)在第一基板上形成多个基本LED或光生伏打结构，所述多个基本LED或光生伏打结构中的每一个都包括至少一个p型层、有源区域和n型层；

b)在所述多个基本结构上形成第一平面金属层；

c)提供转印基板，所述转印基板在所述转印基板的一个表面上包括第二平面金属层；

d)通过所述第一金属层和所述第二金属层的结合将所述多个基本结构与所述转印基板组装在一起，所述结合通过分子粘附在室温下执行；以及

e)去除所述第一基板。

本发明的制造方法有利地使得能够免受由传统热压结合(如以上所指示的)所需的压力和温度条件导致的机械应力。用来形成第一基板(支承基板)和转印基板的材料的选择因此大大扩展，因为不再需要与基本结构的严格CTE兼容性。

因此例如选取任何材料来形成支承基板变得可能：它例如可以是硅(在大容积上广泛可用的且相对经济的)的或金属(钼，等)的基板。

在特定实施方式中，在所述第一基板上的所述多个基本结构通过沟槽彼此间隔开。。

所述制造方法在步骤a)和步骤b)之间还可以包括：将绝缘材料沉积在存在于所述多个基本结构之间的所述沟槽中。