[发明专利]薄膜LED芯片器件及其制造方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体的说是一种薄膜LED芯片器件及其制造方法及应用。

背景技术

现有的薄膜LED芯片器件，是在传统的倒装结构芯片的基础上，利用准分子激光剥离衬底技术将生长GaN材料的衬底(蓝宝石衬底或SiC衬底)剥离，露出LED薄膜结构。

请参阅图1，传统的薄膜LED芯片器件具有以下问题：倒装结构芯片中用于结合GaN外延层薄膜1与倒装基板3的金属凸点2之间存在未填充的空隙4，GaN外延层薄膜1部分缺乏有效支撑及热沉，这样在进行激光剥离工艺时容易由于瞬间的机械振动或瞬间的热效应导致芯片的破裂或结构变化而导致失效，最终导致薄膜LED芯片器件的成品良率低下。

请参阅图2，传统的薄膜LED芯片器件在激光剥离工艺时，需将芯片与衬底5一颗一颗地进行单元分离，这个过程速度慢，耗时长，不易于批量生产的实现；而且，由于在激光剥离工艺前所进行的单元分离，将衬底分割为较小的个体，剥离后的衬底将无法回收再利用，造成资源浪费，并增加生产成本。

发明内容

针对以上现有技术的不足与缺陷，本发明的目的在于提供一种薄膜LED芯片器件制造方法。

本发明的另一目的在于提供一种薄膜LED芯片器件。

本发明的再一目的在于提供一种薄膜LED芯片器件的应用。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

一种薄膜LED芯片器件制造方法，包括以下步骤：

a、在衬底上依次生长N型半导体层、活性层、P型半导体层，以此组成GaN基外延薄膜基层；

b、蚀刻凹槽，该蚀刻凹槽沿P型半导体层的表面延伸至N型半导体层，使该N型半导体层外露；

c、在P型半导体层的表面附着一与其欧姆接触的金属反射层；

d、蚀刻划片凹槽，该划片凹槽沿金属反射层的表面延伸至衬底与N型半导体层的结合面，将整个GaN基外延薄膜基层分割为若干单元；

e、沿金属反射层与GaN基外延薄膜外露的各表面与各侧面沉积一绝缘的钝化膜，形成GaN基外延薄膜；

f、局部的去除金属反射层表面的钝化膜与蚀刻凹槽底面的钝化膜，露出金属反射层与N型半导体层；

g、在金属反射层外露的位置沉积一P极多层金属粘合层，在N型半导体层外露的位置沉积一N极多层金属粘合层；

h、在P极多层金属粘合层电学连接P极导电支撑厚金属层及在N极多层金属粘合层电学连接N极导电支撑厚金属层；然后，在GaN基外延薄膜上涂布绝缘材料后热处理固化形成固定膜；去除划片凹槽内的固定膜，并使该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层的一端外露于固定膜，制成带衬底的整片GaN基外延薄膜器件；或者，

在GaN基外延薄膜上涂布绝缘材料，热处理固化形成固定膜；去除划片凹槽内以及P极多层金属粘合层和N极多层金属粘合层上的固定膜；并设置与P极多层金属粘合层电学连接的P极导电支撑厚金属层及与N极多层金属粘合层电学连接的N极导电支撑厚金属层，该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层的一端外露于固定膜，制成带衬底的整片GaN基外延薄膜器件；

i、将上述整片GaN基外延薄膜器件固定在蓝膜上，通过激光烧蚀剥离衬底，衬底剥离后，经划片凹槽分割的整片GaN基外延薄膜器件分离为多个薄膜LED芯片器件。

作为本发明的优选技术方案，所述蚀刻凹槽的深度为0.5μm-10μm，宽度为5μm-200μm。

作为本发明的优选技术方案，所述c步骤还包括一步骤：将所述金属反射层与GaN基外延薄膜放入N₂中退火处理。

作为本发明的优选技术方案，所述金属反射层为Ag材料；或者，为Al、A g、Ni、Au、Cu、Pd、Rh中的金属所组成的合金材料；该金属反射层的厚度为20nm-1000nm。

作为本发明的优选技术方案，所述钝化膜为SiO₂或者为Si₃N₄材料，该钝化膜的厚度为50nm-5000nm。

作为本发明的优选技术方案，所述P极多层金属粘合层与N极多层金属粘合层分别包括粘附层、阻挡层及浸润层。

作为本发明的优选技术方案，所述粘附层为Ti、Cr或Al材料；该阻挡层为Ni或Pt材料；该浸润层为Au材料。

作为本发明的优选技术方案，所述固定膜为环氧树脂材料或者为具有光刻性能的环氧树脂材料或者为具有光刻性能的玻璃材料，该固定膜的厚度为10μm-200μm。