一种垂直结构白光LED芯片及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种垂直结构白光LED芯片及其制备方法，其中，在该制备方法中，包括：分别制备蓝光/绿光/红光外延结构；依次将蓝光/绿光外延结构转移到第一临时支撑基板，且分别将蓝光/绿光外延结构的生长衬底去除；将蓝光/绿光外延结构同时转移到第二临时支撑基板；将红光外延结构转移到第二临时支撑基板，并去除红光外延结构的生长衬底；将蓝光/绿光/红光外延结构同时转移到永久支撑基板上，并去除第二临时支撑基板；在蓝光/绿光/红光外延结构表面制备N电极。其得到的白光LED芯片稳定性好、一致性好、光色更均匀且配光更简单。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直结构白光LED芯片及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种垂直结构白光LED芯片及其制备方法。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，其发光原理是电激发光，即在PN结上加正向电流后，自由电子与空穴复合而发光，从而直接把电能转化为光能。LED，尤其是白光LED，作为一种新的照明光源材料被广泛应用着，它具有反应速度快、抗震性好、寿命长、节能环保等优点而快速发展，目前已被广泛应用于景观美化及室内外照明等领域。目前白光LED的制备主要采用的是在蓝光芯片上涂覆黄色荧光粉的工艺制得，即在蓝光LED芯片表面直涂或喷涂一层荧光粉胶，其由LED蓝光和荧光粉发出的黄绿光合成白光；为了改善显色性能还可以在其中加少量红色荧光粉或同时加适量绿色、红色荧光粉。虽然其具备制备简单、温度稳定性好等优点，但是其一致性差、色温随角度变化，黄色荧光粉精准定量控制不易，易出现光色偏蓝或偏黄现象。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种垂直结构白光LED芯片及其制备方法，其单颗白光LED芯片中能直接发出红、蓝和绿三种波段的光，调配出更接近自然光的白光。本专利技术提供的技术方案如下：一种垂直结构白光LED芯片制备方法，包括：S1分别制备蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构；S2依次将蓝光外延结构和绿光外延结构转移到第一临时支撑基板上的第一临时位置和第二临时位置，且分别将蓝光外延结构和绿光外延结构中的生长衬底去除；S3将步骤S2中的蓝光外延结构和绿光外延结构同时转移到第二临时支撑基板上第一预设位置和第二预设位置；S4将红光外延结构转移到第二临时支撑基板上的第三预设位置，并将红光外延结构中的生长衬底去除；S5将步骤S4中的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构同时转移到永久支撑基板上，并去除所述第二临时支撑基板；S6分别在步骤S5中的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构表面制备N电极，以此完成垂直结构白光LED芯片的制备。在本技术方案中，为了便于蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构在上述第一临时支撑基板和第二临时支撑基板之间的转移，我们在各外延结构中设置了对位标记，且蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构中生长衬底的尺寸一致。进一步优选地，蓝光外延结构中依次包括：生长衬底、N型GaN(氮化镓)层、有源层以及P型GaN层，其中，所述生长衬底为蓝宝石衬底；绿光外延结构中依次包括：生长衬底、N型GaN层、有源层以及P型GaN层，其中，所述生长衬底为蓝宝石衬底；红光外延结构中依次包括：生长衬底、P型AlGaInP(磷化铝镓铟)层、有源层以及N型AlGaInP层，其中，所述生长衬底为P型砷化镓衬底。在本技术方案中只是简单描述了上述各外延结构的组成结构，在其他实施例中不限于此。进一步优选地，在步骤S1和步骤S2之间还包括：采用光刻胶掩膜的方法分别蚀刻步骤S1中制备的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构，分别在各生长衬底的预设位置上保留第一预设大小的外延方块，所述外延方块包括蓝光外延方块、绿光外延方块以及红光外延方块。在本技术方案中，在对蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构进行掩膜蚀刻的过程中，按照预设的规则分别在各生长衬底上预留一定大小的外延方块，各外延方块的位置同样根据预设的规则进行保留。进一步优选地，在步骤S2中，具体包括：S21将蓝光外延方块中的P型GaN层与第一临时支撑基板粘结，以将该蓝光外延方块转移到第一临时支撑基板中的第一临时位置；S22将蓝光外延方块中的生长衬底去除；S23将绿光外延方块中的P型GaN层与第一临时支撑基板粘结，以将该绿光外延方块转移到第一临时支撑基板中的第二临时位置；S24将绿光外延方块中的生长衬底去除。进一步优选地，在步骤S21中，在蓝光外延方块中的P型GaN层表面涂覆一层紫外胶，并在将涂覆了紫外胶的蓝光外延方块粘结到第一支撑基板中的第一临时位置之后固化该紫外胶，实现蓝光外延方块与第一临时支撑基板的粘结；和/或，在步骤S22中，采用激光剥离技术去除蓝光外延方块中的生长衬底去除；和/或，在步骤S23中，在绿光外延方块中的P型GaN层表面涂覆一层紫外胶，并在将涂覆了紫外胶的绿光外延方块粘结到第一支撑基板中的第二临时位置之后固化该紫外胶，实现绿光外延方块与第一临时支撑基板的粘结；和/或，在步骤S24中，采用激光剥离技术去除绿光外延方块中的生长衬底去除。进一步优选地，在步骤S4中具体包括：S41将红光外延方块中的N型AlGaInP层粘结到第二临时支撑基板上的第三预设位置上；S42采用激光剥离技术将红光外延方块中的生长衬底去除；或，在步骤S5中具体包括：S51在步骤S4中蓝光外延方块中P型GaN层、绿光外延方块中P型GaN层以及红光外延方块中P型AlGaInP层表面蒸镀Ag层；S52对步骤S51中的Ag(银)层进行蚀刻，在蓝光外延方块/绿光外延方块/红光外延方块表面的中心位置保留第二预设大小的Ag层；S53在步骤S52中形成的结构表面依次溅射保护层和键合层；S54将步骤S53中形成的结构通过键合层与永久支撑基板键合；S55去除第二临时支撑基板；S56对永久支撑基板进行粗化；S57在步骤S56形成的结构表面形成钝化层。进一步优选地，在步骤S1中还包括：制备紫外光外延结构；所述紫外光外延结构包括：生长衬底、N型GaN层、有源层以及P型GaN层，其中，所述生长衬底为蓝宝石衬底；在步骤S2中还包括：将紫外光外延结构转移到第一临时支撑基板上的第三临时位置，且将紫外光外延结构中的生长衬底去除；在步骤S3中还包括：将步骤S2中的蓝光外延结构、绿光外延结构以及紫外光外延结构同时转移到第二临时支撑基板上第一预设位置、第二预设位置以及第四预设位置；在步骤S5中还包括：将步骤S4中的蓝光外延结构、绿光外延结构、紫外光外延结构以及红光外延结构同时转移到永久支撑基板上，并去除所述第二临时支撑基板；在步骤S6中还包括：分别在步骤S5中的蓝光外延结构、绿光外延结构、紫外光外延结构以及红光外延结构表面制备N电极，以此完成垂直结构白光LED芯片的制备。进一步优选地，在步骤S1和步骤S2之间还包括：采用光刻胶掩膜的方法蚀刻步骤S1中制备的蓝光外延结构、绿光外延结构、紫外光外延结构以及红光外延结构，分别在各生长衬底的预设位置上保留第一预设大小的外延方块，所述外延方块包括蓝光外延方块、绿光外延方块、紫外光外延方块以及红光外延方块。进一步优选地，在步骤S2中具体包括：S21将蓝光外延方块中的P型GaN层与第一临时支撑基板粘结，以将该蓝光外延方块转移到第一临时支撑基板中的第一临时位置；S22将蓝光外延方块中的生长衬底去除；S23将绿光外延方块中的P型GaN层与第一临时支撑基板粘结，以将该绿光外延方块转移到第一临时支撑基板中的第二临时位置；S24将绿光外延方块中的生长衬底去除；S25将紫外光外延方块中的P型GaN层与第一临时支撑基板的粘结，以将该紫外光外延方块转移到第一临时支撑基板中的第三临时位置；S26将紫外光外延方块中的生长衬底去除。本专利技术还提供了一种垂直结构白光LED芯片，所述垂直结构白光LED芯片中包括一永久支撑基板，在所述永久支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直结构白光LED芯片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1分别制备蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构；S2依次将蓝光外延结构和绿光外延结构转移到第一临时支撑基板上的第一临时位置和第二临时位置，且分别将蓝光外延结构和绿光外延结构中的生长衬底去除；S3将步骤S2中的蓝光外延结构和绿光外延结构同时转移到第二临时支撑基板上第一预设位置和第二预设位置；S4将红光外延结构转移到第二临时支撑基板上的第三预设位置，并将红光外延结构中的生长衬底去除；S5将步骤S4中的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构同时转移到永久支撑基板上，并去除所述第二临时支撑基板；S6分别在步骤S5中的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构表面制备N电极，以此完成垂直结构白光LED芯片的制备。

【技术特征摘要】
1.一种垂直结构白光LED芯片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1分别制备蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构；S2依次将蓝光外延结构和绿光外延结构转移到第一临时支撑基板上的第一临时位置和第二临时位置，且分别将蓝光外延结构和绿光外延结构中的生长衬底去除；S3将步骤S2中的蓝光外延结构和绿光外延结构同时转移到第二临时支撑基板上第一预设位置和第二预设位置；S4将红光外延结构转移到第二临时支撑基板上的第三预设位置，并将红光外延结构中的生长衬底去除；S5将步骤S4中的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构同时转移到永久支撑基板上，并去除所述第二临时支撑基板；S6分别在步骤S5中的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构表面制备N电极，以此完成垂直结构白光LED芯片的制备。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中：蓝光外延结构中依次包括：生长衬底、N型GaN层、有源层以及P型GaN层，其中，所述生长衬底为蓝宝石衬底；绿光外延结构中依次包括：生长衬底、N型GaN层、有源层以及P型GaN层，其中，所述生长衬底为蓝宝石衬底；红光外延结构中依次包括：生长衬底、P型AlGaInP层、有源层以及N型AlGaInP层，其中，所述生长衬底为P型砷化镓衬底。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1和步骤S2之间还包括：采用光刻胶掩膜的方法分别蚀刻步骤S1中制备的蓝光外延结构、绿光外延结构以及红光外延结构，分别在各生长衬底上的预设位置上保留第一预设大小的外延方块，所述外延方块包括蓝光外延方块、绿光外延方块以及红光外延方块。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，具体包括：S21将蓝光外延方块中的P型GaN层与第一临时支撑基板粘结，以将该蓝光外延方块转移到第一临时支撑基板中的第一临时位置；S22将蓝光外延方块中的生长衬底去除；S23将绿光外延方块中的P型GaN层与第一临时支撑基板粘结，以将该绿光外延方块转移到第一临时支撑基板中的第二临时位置；S24将绿光外延方块中的生长衬底去除。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S21中，在蓝光外延方块中的P型GaN层表面涂覆一层紫外胶，并在将涂覆了紫外胶的蓝光外延方块粘结到第一支撑基板中的第一临时位置之后固化该紫外胶，实现蓝光外延方块与第一临时支撑基板的粘结；和/或，在步骤S22中，采用激光剥离技术去除蓝光外延方块中的生长衬底去除；和/或，在步骤S23中，在绿光外延方块中的P型GaN层表面涂覆一层紫外胶，并在将涂覆了紫外胶的绿光外延方块粘结到第一支撑基板中的第二临时位置之后固化该紫外胶，实现绿光外延方块与第一临时支撑基板的粘结；和/或，在步骤S24中，采用激光剥离技术去除绿光外延方块中的生...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹灵威，朱浩，
申请(专利权)人：易美芯光北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11