The invention discloses a production method of GaN diamond heat sink base opposite electrode LED, first on the sapphire substrate MOCVD growth of GaN based LED epitaxial materials; ICP etching of sapphire substrate GaN based LED epitaxial materials for device isolation; then on the sapphire substrate by magnetron sputtering GaN based LED epitaxial material P type contact metal, reflection metal and metal bonding; then the diamond heat sink magnetron sputtering metal substrate surface bonding; the sapphire substrate GaN based LED epitaxial materials and diamond heat sink substrate by metal bonding; laser lift off technique for stripping sapphire substrate by magnetron sputtering; finally n contact metal. The invention adopts the high thermal conductivity of the diamond heat sink, LED anode metal and diamond metal bonded contact, heat dissipation advantages; the LED anode metal and metal bonding diamond under low temperature, high temperature can effectively avoid the traditional key effect on the performance of LED; the sapphire substrate laser stripping process, process simple.
【技术实现步骤摘要】
一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法
本专利技术属于LED散热
,具体涉及一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法。
技术介绍
GaN基LED作为第四代照明光源,具有高效、使用寿命长、节能、环保等优点,成为国内外重点发展的战略性新兴产业。然而随着照明功率不断地提高,LED产生的热量将急剧升高,如果这些热量没有及时散发出去,LED内部因发热产生的高温将严重影响LED的寿命和照明性能,因此,散热成为LED照明
一个亟待解决的关键性课题。传统的解决LED散热的方法是采用倒装焊技术给同侧电极LED外加铝或者铜散热基板,利用散热基板来导热,一方面由于倒装焊技术工艺比较复杂;另一方面由于铝(237W/m·K)和铜(400W/m·K)有限的热导率,很难满足大功率LED照明的散热需求。金刚石具有极高的的热导率,IIa型天然单晶金刚石的室温热导率高达2000W/m·K,采用金刚石作热沉可以有效地解决LED的散热问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提出一种金刚石热沉衬底GaN基LED制作方法,其目的在于形成以金刚石衬底做热沉的GaN基异侧电极LED,利用金刚石的高热导率来解决GaN基LED大功率照明散热问题。本专利技术采用以下技术方案:一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法,包括以下步骤:S1:在蓝宝石衬底上MOCVD生长GaN基LED外延材料;S2:ICP刻蚀步骤S1所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料,进行器件隔离;S3:对步骤S2所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料表面磁控溅射p型接触金属 ...
【技术保护点】
一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在蓝宝石衬底上MOCVD生长GaN基LED外延材料;S2:ICP刻蚀步骤S1所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料,进行器件隔离;S3:对步骤S2所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料表面磁控溅射p型接触金属、反射金属和键合金属;S4:对金刚石热沉衬底表面磁控溅射键合金属;S5:将步骤S3所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料和步骤S4所述金刚石热沉衬底进行金属键合;S6:采用激光剥离技术对步骤S5所述蓝宝石衬底进行剥离;S7:对步骤S6所述蓝宝石衬底进行磁控溅射n型接触金属。
【技术特征摘要】
1.一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在蓝宝石衬底上MOCVD生长GaN基LED外延材料;S2:ICP刻蚀步骤S1所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料,进行器件隔离;S3:对步骤S2所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料表面磁控溅射p型接触金属、反射金属和键合金属;S4:对金刚石热沉衬底表面磁控溅射键合金属;S5:将步骤S3所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料和步骤S4所述金刚石热沉衬底进行金属键合;S6:采用激光剥离技术对步骤S5所述蓝宝石衬底进行剥离;S7:对步骤S6所述蓝宝石衬底进行磁控溅射n型接触金属。2.根据权利要求1所述的一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括以下步骤:S11:分别用丙酮和去离子水各超声2~3分钟对所述蓝宝石衬底进行清洗;S12:将所述蓝宝石衬底在900~1000℃的H2气氛下进行烘烤;S13:以三甲基镓和氨气分别作为Ga源和N源,N2和H2作为载气,在530~580℃下采用MOCVD技术在蓝宝石衬底上低温生长50nm的GaN成核层;S14:以SiH4为n型掺杂剂,三甲基镓TMGa和氨气NH3为Ga源和N源MOCVD生长n-GaN层,掺杂浓度2×1017~1×1018cm-3;S15:以三甲基镓TMGa,三甲基铟TMIn和氨气NH3分别作为Ga源、In源和N源,N2和H2作为载气MOCVD交替生长GaN/InGaN多量子阱;S16:以CP2Mg为p型掺杂剂,三甲基镓TMGa和氨气NH3为Ga源和N源MOCVD生长p-GaN层,掺杂浓度5×1016~2×1017cm-3,850℃退火;S17:最后PECVD淀积SiO2,厚度1.5μm。3.根据权利要求2所述的一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法,其特征在于,所述外延材料制备完成后,进行隔离槽刻蚀,包括以下步骤:S21:SiO2光刻、刻蚀,形成隔离刻蚀掩膜图样,单元大小为1mm×1mm;S22:隔离槽ICP干法刻蚀,刻蚀气体采用He:Cl2:BCl3=10:45:15sccm的混合气体;S23:PECVD淀积SiO2侧墙。4.根据权利要求1所述的一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法,其特征在于...
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