湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法技术

本发明专利技术提供湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法，该方法用于防止氮化镓基垂直LED片硅腐蚀液湿法剥离过程中不被腐蚀，该氮化镓基垂直LED片自下至上依次由硅衬底、LED外延层和金属衬底复合而成；该方法依次包括清洗、旋涂表面处理剂、旋涂表面处理剂光刻胶、刷涂光刻胶和烘干，以在金属衬底层上依次形成表面处理剂层以及在该氮化镓基垂直LED片外形成光刻胶层步骤。该方法使用的原料均可市售，原料成本低廉；该方法在氮化镓基垂直LED片衬底在湿法剥离过程中不易损伤；该方法能更有效地防止外延层的翘曲，减少了裂纹的产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED制造技术，具体涉及湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法。
技术介绍
目前，多数发光二极管(LightEmittingDiode,LED)的外延层是在蓝宝石衬底上制备的。该制备工艺复杂，需要采用价格昂贵的激光剥离设备，生产成本高。为了降低生产成本，人们开始采用单晶硅作为衬底来生长氮化镓基化合物半导体材料来满足不断扩大的市场需求。Si材料是目前价格最便宜，可获得尺寸最大、器件工艺较成熟的半导体材料。与蓝宝石相比，Si热导率高、导电性好，可制备垂直结构，更适合大功率LED设备。以硅为衬底的GaN基半导体发光器件，如LED中，为了消除硅衬底对光的s吸收，必须将半导体器件的有源部分与硅衬底剥离，再将有源部分转移到导电和导热性能更好的金属衬底上，以获得性能更优良的垂直结构器件。将硅衬底剥离去除的技术中，酸腐蚀法即湿法剥离法是一种有效而简便的方法，可大幅度降低生产成本，而该技术目前最主要的技术难题是对金属衬底进行有效的保护，防止金属衬底在酸腐蚀溶液中被腐蚀，若不对金属衬底进行保护则无法制备结构完整的垂直结构发光器件。为了解决上述的技术难题，本专利技术人使用光刻胶保护金属衬底，在保证金属衬底完整的同时方便高效地将半导体器件例如氮化镓基垂直LED片有源层从硅衬底完整剥离，从而顺利实现氮化镓基垂直LED片有源层从硅衬底向金属衬底的转移，为成功制备氮化镓基垂直LED片芯片奠定了基础，而且这种方法可大大降低半导体发光器件的制造成本。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法。为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法，包括以下步骤：1)清洗：将氮化镓基垂直LED片依次置于丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗；取出后经去离子水清洗，用氮气吹干；该氮化镓基垂直LED片自下至上依次由硅衬底、LED外延层和金属衬底复合而成；2)旋涂表面处理剂：在金属衬底面中心滴加表面处理剂，以1000rpm预转后再以3000rpm旋转使表面处理剂在金属衬底上分散均匀；3)旋涂光刻胶：在金属衬底面中心滴加正性光刻胶，以1000rpm预转后再以3000rpm旋转使正性光刻胶在金属衬底上分散均匀；4)刷涂光刻胶：用刷子将金属衬底的侧面刷上正性光刻胶；使金属衬底侧面封口；5)烘干：将步骤4)处理后的氮化镓基垂直LED片先于105-115℃干燥后再于135-145℃烘干。作为优选，步骤2)中，使用匀胶机旋涂表面处理剂，将氮化镓基垂直LED片以金属衬底朝上的方式吸附于匀胶机吸盘。作为优选，步骤2)中，所述表面处理剂为六甲基二硅胺。作为优选，步骤2)中，表面处理剂的旋涂量为1-2mL/cm2。作为优选，步骤3)中，光刻胶的旋涂量为3-4mL/cm2。作为优选，骤5)后还包括步骤6)湿法剥离：采用以氢氟酸和硝酸按1：2的体积比混合硅腐蚀液将硅衬底剥离，取出。作为优选，步骤6)后还包括步骤7)去光刻胶：采用正胶去膜剂超声振荡去胶，清洗，干燥。作为优选，步骤7)中，所述正胶去膜剂为KMPST600。作为优选，步骤7)中，将步骤6)处理后的氮化镓基垂直LED片放入KMPST600中于70-85℃超声15-30min；再放入到丙酮中于40-45℃超声10-20min；再放入到异丙醇中于45-55℃超声15-20min。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术使用的原料均可市售，原料成本低廉；2)本专利技术使用的光刻胶耐酸腐蚀，粘性好，在酸腐蚀液中不易脱落，能有效保护金属衬底使得硅衬底能完整均匀地被剥离，相对比现有湿法腐蚀的其他保护方案具有工艺成熟，更易去除且去除彻底的优点；3)本专利技术采用光刻胶对金属衬底进行保护，还具有一定的支撑作用，相对比现有的湿法腐蚀保护方案(如UV膜保护方案)能更有效地防止外延层的翘曲，减少了裂纹的产生。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1为经实施例1方法处理后的氮化镓基垂直LED片结构示意图；附图标记中：1、硅衬底；2、LED外延层；3、金属衬底；4、表面处理剂层；5、光刻胶层。具体实施方式本专利技术提供湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法，本申请中，如未特殊说明，所记载的“上”、“下”、“侧”等方位指示词应理解为附图的方向。该方法用于防止氮化镓基垂直LED片在氢氟酸和硝酸组成的混合硅腐蚀液湿法剥离中不被腐蚀，该氮化镓基垂直LED片自下至上依次由硅衬底1、LED外延层2和金属衬底3复合而成；该方法依次包括清洗、旋涂表面处理剂和光刻胶、刷涂光刻胶和烘干，以在金属衬底层上依次形成表面处理剂层4以及在该氮化镓基垂直LED片外形成光刻胶层5。具体地，该湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法，包括以下步骤：1)清洗：将氮化镓基垂直LED片依次置于丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗；取出后经去离子水清洗，用氮气吹干；如图1所示，该氮化镓基垂直LED片自下至上依次由硅衬底、LED外延层和金属衬底复合而成；其中，LED外延层自下至上依次包括缓冲层、外延层和金属反射层；采用依次经过丙酮、乙醇和水超声的方式，方便依次清除金属衬底表面的非极性和极性有机物以及无机污垢；清洗后用高纯氮气吹干可减少金属衬底层表面的氧化；2)旋涂表面处理剂：在金属衬底面中心滴加表面处理剂，以1000rpm预转后再以3000rpm旋转使表面处理剂在金属衬底上分散均匀；预转使表面处理剂先分散平铺于金属衬底上，进一步增加旋转速度，使处理剂更加均匀平铺在金属衬底面上；3)旋涂光刻胶：在金属衬底面中心滴加正性光刻胶，以1000rpm预转后再以3000rpm旋转使正性光刻胶在金属衬底上分散均匀；本步骤也采用先分散后均匀的方式，提高光刻胶在金属衬底上的分散均匀性；4)刷涂光刻胶：用刷子将金属衬底的侧面刷上正性光刻胶；使金属衬底侧面封口；该步骤能有效防止金属衬底侧面被腐蚀；5)烘干：将步骤4)处理后的氮化镓基垂直LED片先于105-115℃干燥后再于135-145℃烘干；105-115℃下将光刻胶中的大部分溶剂缓慢并均匀地干燥，使光刻胶的曝光特性固定，避免光刻胶表面裂纹的产生。实施例1一种湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法，包括以下步骤：1)清本文档来自技高网...

【技术保护点】
湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法，包括以下步骤：1)清洗：将氮化镓基垂直LED片依次置于丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗；取出后经去离子水清洗，用氮气吹干；该氮化镓基垂直LED片自下至上依次由硅衬底、LED外延层和金属衬底复合而成；2)旋涂表面处理剂：在金属衬底面中心滴加表面处理剂，以1000rpm预转后再以3000rpm旋转使表面处理剂在金属衬底上分散均匀；3)旋涂光刻胶：在金属衬底面中心滴加正性光刻胶，以1000rpm预转后再以3000rpm旋转使正性光刻胶在金属衬底上分散均匀；4)刷涂光刻胶：用刷子将金属衬底的侧面刷上正性光刻胶；使金属衬底侧面封口；5)烘干：将步骤4)处理后的氮化镓基垂直LED片先于105‑115℃干燥后再于135‑145℃烘干。

【技术特征摘要】
1.湿法剥离中防止氮化镓基垂直LED衬底被腐蚀的方法，包括以下步骤：
1)清洗：将氮化镓基垂直LED片依次置于丙酮、乙醇、去离子水中超声
清洗；取出后经去离子水清洗，用氮气吹干；该氮化镓基垂直LED片自下至上
依次由硅衬底、LED外延层和金属衬底复合而成；
2)旋涂表面处理剂：在金属衬底面中心滴加表面处理剂，以1000rpm预转
后再以3000rpm旋转使表面处理剂在金属衬底上分散均匀；
3)旋涂光刻胶：在金属衬底面中心滴加正性光刻胶，以1000rpm预转后再
以3000rpm旋转使正性光刻胶在金属衬底上分散均匀；
4)刷涂光刻胶：用刷子将金属衬底的侧面刷上正性光刻胶；使金属衬底侧
面封口；
5)烘干：将步骤4)处理后的氮化镓基垂直LED片先于105-115℃干燥后
再于135-145℃烘干。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，使用匀胶机旋涂
表面处理剂，将氮化镓基垂直LED片以金属衬底朝上的方式吸附于匀胶机吸盘。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述表面处理剂
为六甲基二硅胺。
4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：河源市众拓光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44