基于机械剥离的毫米级可转移LED器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机械剥离的毫米级可转移LED器件及其制备方法，该器件包括硅衬底层、设置在所述硅衬底层上的外延缓冲层、设置在所述外延缓冲层上的n‑GaN层、与所述n‑GaN层相连的n‑GaN臂、与所述n‑GaN臂相连的p‑n结量子阱器件。本发明专利技术采用传统的半导体加工工艺首次实现了基于机械剥离的毫米级可转移LED器件，该器件可用于通信、照明、显示以及传感领域。

Millimeter level transferable LED device based on mechanical peeling and preparation method thereof

The invention discloses a mechanical stripping the mm level based on LED transfer device and a preparation method thereof. The device comprises a silicon substrate layer, is arranged on the silicon substrate epitaxial layer on the buffer layer, is arranged on the buffer layer on the n GaN layer, and the n GaN layer. N GaN arm, and the arm connected to the P GaN n n junction quantum well device. The invention adopts the traditional semiconductor processing technology to realize the millimeter level transferable LED device based on the mechanical peeling for the first time. The device can be used in the field of communication, illumination, display and sensing.

【技术实现步骤摘要】
基于机械剥离的毫米级可转移LED器件及其制备方法
本专利技术属于信息材料与器件领域，涉及一种基于机械剥离的毫米级可转移LED器件及其制备技术。
技术介绍
可见光通信芯片采用光子而不是电子进行信息的传输，将通信频谱资源拓展到可见光领域，利用集成光子器件将可见光频谱细化，提升通信系统的信息传输速度和频谱利用率。目前就InGaN/GaN多量子阱材料而言，转移的方法主要有：激光剥离、机械剥离两种。激光剥离是利用激光直接将LED晶圆的衬底去除后，将LED转移至其它衬底，这种方法使用方便、简单，常用于蓝宝石衬底，但易造成LED损伤，影响其阈值电压和出光效率。机械剥离首先需要在初始衬底上生长一层易于剥离的牺牲层，在牺牲层上生长LED结构，在外力的作用下通过易剥离的牺牲层将LED结构转移，这种方法能减少对LED结构的损伤，提升LED的性能。牺牲层的生长有多种形式，第一种是在初始衬底上直接生长；第二种是在原有衬底的基础上，先生长出缓冲层，通过使用化学腐蚀的方法，形成牺牲层结构。牺牲层的使用固然能解决衬底转移，但是其生长过程复杂，与传统工艺兼容性差，不能实现器件的量产。
技术实现思路
技术问题：本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机械剥离的毫米级可转移LED器件，其特征在于，该器件以硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元为载体，包括硅衬底层（1）、设置在所述硅衬底层（1）上的外延缓冲层（2）、设置在所述外延缓冲层（2）上的n‑GaN层（3）、设置在所述n‑GaN层（3）上的p‑n结量子阱器件，所述n‑GaN层（3）下方设置有贯穿硅衬底层（1）、外延缓冲层（2）至n‑GaN层（3）中的空腔，使得p‑n结量子阱器件悬空；n‑GaN层（3）上设置p‑n结量子阱器件的区域与边缘之间设置有隔离槽，并通过隔离槽中设置的n‑GaN臂（4）将该区域与边缘连接，在所述n‑GaN层（3）上表面有刻蚀出的阶梯状台面，所述阶梯状...

【技术特征摘要】
1.一种基于机械剥离的毫米级可转移LED器件，其特征在于，该器件以硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元为载体，包括硅衬底层（1）、设置在所述硅衬底层（1）上的外延缓冲层（2）、设置在所述外延缓冲层（2）上的n-GaN层（3）、设置在所述n-GaN层（3）上的p-n结量子阱器件，所述n-GaN层（3）下方设置有贯穿硅衬底层（1）、外延缓冲层（2）至n-GaN层（3）中的空腔，使得p-n结量子阱器件悬空；n-GaN层（3）上设置p-n结量子阱器件的区域与边缘之间设置有隔离槽，并通过隔离槽中设置的n-GaN臂（4）将该区域与边缘连接，在所述n-GaN层（3）上表面有刻蚀出的阶梯状台面，所述阶梯状台面包括下台面和位于下台面上的上台面，所述p-n结量子阱器件包括设置在下台面上的n-电极（5）、从下至上依次连接设置在所述上台面上的InGaN/GaN多量子阱（6）、p-GaN层（7）、p-电极（8）；所述p-电极（8）包括位于p-n结量子阱器件中心圆形的带电区、位于边缘的引线区、连接所述带电区和引线区的导电区，所述n-电极（5）包括带缺口的圆环状的带电区和设置在所述带电区外侧并与之连接的引线区。2.根据权利要求1所述的基于机械剥离的毫米级可转移LED器件，其特征在于，所述n-GaN臂（4）上设置有微孔。3.根据权利要求1或2所述的基于机械剥离的毫米级可转移LED器件，其特征在于，所述p-n结量子阱器件的尺寸为毫米量级。4.一种制备权利要求1、2或3所述基于机械剥离的毫米级可转移LED器件的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤（1）对硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元的硅衬底层（1）进行清洁后减薄抛光处理；步骤（2）在硅衬底GaN基InGaN/GaN多量子阱晶元上表面均匀涂上一层光刻胶，采用曝光技术在光刻胶层上定义出n-GaN台阶区...

【专利技术属性】
技术研发人员：施政，王永进，张帅，高绪敏，袁佳磊，蔡玮，沈湘菲，张锋华，秦川，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32