[发明专利]一种倒装柔性GaN基LED及其制备方法

说明书

本发明涉及半导体光电器件制备技术领域，特别涉及一种倒装柔性GaN基LED及其制备方法，GaN基LED器件下方贴合有键合层，键合层的下方贴合柔性金属衬底。键合层为金、铟、银或锡的任意一种构成的金属层；柔性金属衬底为铜、钼铜或钨钼铜的任意一种金属，柔性金属衬底的制备方法包括电镀或合金化处理。本发明的有益效果为：制备方法简单易行，方便可靠，另外本过程不会对器件产生影响，不会破坏材料结构特性，并且针对在硅衬底上生长得到的GaN基LED芯片，在制备过程中不经过传统工艺的高温过程，具有很好的工艺兼容性。不需要蒸镀厚的金层，降低了生产成本。应用范围广，可适用于所有的GaN基LED器件，尤其适用于提高紫外LED的出光效率。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件制备技术领域，特别涉及一种倒装柔性GaN基LED及其制备方法。

背景技术

利用发光二极管（LED）作为光源的灯具，一般是用半导体LED制成。LED灯的寿命和发光效率可达白炽灯的几倍，和一体式荧光灯相比也高出不少。单颗发光二极管的光度比传统白炽灯和节能灯低很多，所以一个灯泡通常会包含多颗发光二极管。近年，二极管技术提高，高功率、高光度的发光二极管陆续上市，使得这类灯泡渐有取代其他传统光源之势。

目前LED作为照明工具的主流方法是通过蓝光或者紫光激发黄色荧光粉，混色形成白色照明灯。而蓝光和紫光LED的制备是基于GaN基材料的生长和相应的工艺制备。GaN基材料的生长主要是在蓝宝石上进行的，因此目前的蓝光和紫光LED的制备大多采用水平结构芯片，再结合倒装的方式，实现高功率的底部出光形式。水平结构芯片存在电流拥挤现象，不利于芯片功率的提升，有损芯片寿命，因此寻求GaN基垂直结构芯片的制备势在必行。

由于相关公司和技术的推进，已经实现了垂直结构的GaN基LED芯片的制备，多采用将芯片键合至硅片上，然后通过激光剥离的方式进行蓝宝石衬底去除，实现衬底转移。这种方式可以适用于GaN基蓝光LED芯片，但是对于紫光甚至紫外芯片而言，强烈的热效应使得这种方式不能满足应用。因此，寻求新的键合方式、新的制备工艺以及新的键合衬底，成为当务之急。

为此，本申请设计了一种倒装柔性GaN基LED及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提出了一种倒装柔性GaN基LED及其制备方法，解决目前转移至硅衬底上存在的导热困难的问题，适用于大功率的蓝绿光LED、紫外LED等。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种倒装柔性GaN基LED，包括LED器件，所述LED器件下方贴合有键合层，键合层的下方贴合柔性金属衬底。所述LED器件为GaN基LED器件；所述键合层为金、铟、银或锡的任意一种构成的金属层；所述柔性金属衬底为铜、钼铜或钨钼铜的任意一种的金属，柔性金属衬底的制备方法包括电镀或合金化处理。

基于上述的倒装柔性GaN基LED结构，一种对于在硅衬底上生长得到的GaN基LED芯片的实现倒装柔性GaN基LED的制备方法步骤如下：

S1，对于在硅衬底上生长得到的GaN基LED芯片，将生长完成后的晶圆清洁干净；

S2，利用电子束蒸发沉积第一欧姆接触金属层；

S3，在氧气氛围中进行退火处理，退火时间为5min，退火温度为550℃，得到良好的欧姆接触；

S4，在第一欧姆接触金属层表面沉积键合层；

S5，通过采用0.5A的电流、电镀时间为4个小时的电镀处理，在键合层上电镀出铜层；

S6，去除硅衬底；

S7，利用常规LED制备工艺，如刻蚀间道、沉积第二欧姆接触层来制备垂直结构的LED芯片。