GaAs基倒装LED芯片及其制备方法、LED显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种GaAs基倒装LED芯片及其制备方法、LED显示装置。包括：自下而上依次制备的GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N‑GaAs层、量子阱层、P‑GaAs层和P‑GaP欧姆接触层；在P‑GaP欧姆接触层上制备金属接触层；在金属接触层上制备尺寸为LED芯片预设的切割道尺寸的键合图形；根据制备的键合图形采用湿法刻蚀工艺刻蚀切割道至N‑GaAs层上表面；在基板上依次制备键合层和反射层，将已经制备好反射层和键合层的基板与经上步处理的外延片键合，键合温度为300～400℃，键合时间为200～300ms；采用化学湿法腐蚀工艺去掉GaAs衬底和AlGaAs缓冲层；将上步处理后的外延片置于丙酮溶液中，在30～60℃下超声震荡，超声波频率为30～60MHZ，震荡时间3～8min，以将GaInP腐蚀停止层和N‑GaAs层震荡掉；本发明专利技术可提高产品良率。

GaAs based LED chip and its preparation method and LED display device

The invention provides a GaAs base inversion LED chip, a preparation method and a LED display device. Including: from bottom to top. The prepared GaAs substrate, AlGaAs buffer layer, GaInP layer, N GaAs etch stop layer, a quantum well layer, P layer and P GaAs GaP ohmic contact layer; in the P GaP ohmic contact layer prepared on metal contact layer; in the metal contact layer for key cut size the preparation of size preset for LED chip graphics together; according to the preparation of the bond graph using wet etched cutting to N GaAs layer on the surface; in the preparation of bonding layer and reflective layer on the substrate, the substrate has prepared the reflective layer and the bonding layer and the processing step epitaxial wafer bonding, the bonding temperature is 300 to 400 DEG C, the bonding time is 200 ~ 300ms; the corrosion process of wet chemical removing GaAs substrate and AlGaAs buffer layer; the epitaxial wafer in acetone solution step after treatment, shock in 30 ~ 60 DEG C ultrasonic, ultrasonic frequency The rate is 30 ~ 60MHZ, the oscillation time of 3 ~ 8min, with the GaInP etch stop layer and N GaAs layer shake off; the invention can improve the yield rate of the product.

【技术实现步骤摘要】
GaAs基倒装LED芯片及其制备方法、LED显示装置
本专利技术涉及LED芯片制备
，特别涉及一种GaAs基倒装LED芯片及其制备方法、LED显示装置。
技术介绍
GaAs基LED芯片既可作为发光器件，也可作为光电显示器件，并以其低能耗、高亮度的优势被广泛应用。在GaAs基LED芯片的制备工艺中，将整个芯片分割成所需求尺寸的单一晶粒是不可或缺的一道工序。目前，在对GaAs基倒装LED芯片进行切割时，是使用金刚刀实现，并对切割后的芯片进行清洗。然而，由于GaAs材料比较脆，而且芯片正背面会蒸镀比较厚的金属材料，使得芯片本身的应力较大，再加上切割时金刚刀直接接触芯片，这就使得芯片加工时容易破碎，芯片周围边缘容易产生崩边、崩角、裂纹等，导致产品良率较低。
技术实现思路
为解决目前通过金刚刀对GaAs基倒装LED芯片进行切割时，导致产品良率比较低的技术问题，本专利技术提供一种GaAs基倒装LED芯片及其制备方法、LED显示装置。为了解决上述问题，本专利技术提供一种GaAs基倒装LED芯片的制备方法，其采用的技术方案如下：S1、制备GaAs基倒装LED芯片的外延片；其中，外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N-GaAs层、量子阱层、P-GaAs层和P-GaP欧姆接触层；S2、在P-GaP欧姆接触层上表面制备金属接触层；S3、在金属接触层上表面制备键合图形，其中，键合图形的尺寸为LED芯片预设的切割道尺寸；S4、根据制备的键合图形采用湿法刻蚀工艺刻蚀切割道至N-GaAs层上表面；S5、在基板上表面依次制备键合层和反射层，并将已经制备好反射层和键合层的基板与经步骤S4处理后的外延片进行键合，其中，键合时的温度为300～400℃，键合时间为200～300ms；S6、采用化学湿法腐蚀工艺去掉GaAs衬底和AlGaAs缓冲层；S7、将经步骤S6处理后的外延片置于丙酮溶液中，并在30～60℃的条件下进行超声震荡，超声波的频率为30～60MHZ，超声震荡的时间为3～8min，以将GaInP腐蚀停止层和N-GaAs层震荡掉。可选的，所述步骤S4中湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液和步骤S6中化学腐蚀工艺采用的腐蚀液的成份均为H3PO4、H2O2和H2O的混合液；其中，H3PO4∶H2O2∶H2O的比例为2∶0.3～1.5∶10～20。可选的，所述金属接触层的材料为Au和/或AuBe，所述键合层的材料为Ti/Pt，所述反射层的材料为Au。可选的，所述金属接触层的厚度为所述反射层的厚度为可选的，步骤S7中超声震荡的温度为45℃，超声波的频率为45MHZ，超声震荡的时间为5min。本专利技术还提供了一种GaAs基倒装LED芯片，所述GaAs基倒装LED芯片包括：多个阵列结构和依次设置于多个阵列结构上的键合层、反射层、基板；其中：初始结构包括外延片以及位于外延片上表面的金属接触层；所述外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N-GaAs层、量子阱层、P-GaAs层和P-GaP欧姆接触层；切割道通过对所述初始结构依次进行湿法刻蚀、化学湿法腐蚀以及超声震荡后形成；所述湿法刻蚀，用于根据预设在金属接触层上表面的键合图形，从金属接触层刻蚀至N-GaAs层上表面；所述键合图形的尺寸为LED芯片预设的切割道尺寸；所述化学湿法腐蚀，用于去掉GaAs衬底和AlGaAs缓冲层；所述超声震荡，用于在丙酮溶液中进行超声震荡，以去除GaInP腐蚀停止层和N-GaAs层；所述超声震荡时的温度条件为30～60℃，超声波的频率为30～60MHZ，超声震荡的时间为3～8min；所述阵列结构为所述初始结构经过湿法刻蚀、化学湿法腐蚀以及超声震荡后的结构，其中，相邻阵列结构之间为切割道；所述键合层、反射层和基板与多个阵列结构键合时的温度为300～400℃，键合时间为200～300ms。可选的，所述金属接触层的材料为Au和/或AuBe，所述键合层的材料为Ti/Pt，所述反射层的材料为Au。可选的，所述金属接触层的厚度为所述键合层的厚度为所述反射层的厚度为可选的，所述键合层的厚度为所述反射层的厚度为本专利技术进一步提供了一种LED显示装置，所述LED显示装置包括如上所述的GaAs基倒装LED芯片。本专利技术的有益效果是：通过采用湿法刻蚀工艺制备切割道，并在后期与化学湿法腐蚀和超声震荡的方法相结合，有效减少因切割崩边、崩角、裂纹及未清洗干净的残渣造成LED芯片良率低的问题，因而提高了产品良率。另外，由于在键合之前已经形成切割道，所以键合时的气泡可以通过切割道排出，因而能够减少键合时的气泡，并形成有效化学键，使键合更加稳定。附图说明图1为本专利技术实施例1的流程图。图2为外延片和金属接触层的示意图。图3为制备得到的切割道的示意图。图4为本专利技术实施例2的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。实施例1如图1所示，本专利技术提供一种GaAs基倒装LED芯片的制备方法，制备方法包括如下步骤S1至步骤S7：S1、制备GaAs基倒装LED芯片的外延片；其中，外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N-GaAs层、量子阱层、P-GaAs层和P-GaP欧姆接触层。其中，N-GaAs层提供电子，量子阱层是发光层，P-GaAs层提供空穴层。S2、在P-GaP欧姆接触层上表面制备金属接触层。其中，金属接触层用于与P-GaP欧姆接触层。如图2所示，其为经过步骤S1和步骤S2制备得到的外延片和金属接触层的示意图。金属接触层为p电极层，在制备p电极时，通过对p电极层剥离即可得到。可选地，金属接触层的材料为Au和/或AuBe。也就是说，P-GaP欧姆接触层的材料可以为Au，也可以为AuBe，还可以为Au和AuBe。其中，金属接触层的厚度为优选为其中，与“nm”之间的关系为优选地，金属接触层的材料为Au/AuBe/Au。也就是说，在制备金属接触层时，先制备一层Au层，然后在Au层上制备一层AuBe层，最后再在AuBe层再制备一层Au层。在该种方式下，金属接触层的厚度优选为S3、在金属接触层上表面制备键合图形，其中，键合图形的尺寸为LED芯片预设的切割道尺寸。其中，切割道尺寸根据LED芯片的尺寸而定。LED芯片预设的切割道尺寸为预先根据LED芯片的尺寸设计的切割道的尺寸。具体地，在金属接触层上表面制备键合图形时，键合图形的制作方法步骤包括涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶等工艺，具体可参见领域内的相关图形制备方法，本实施例对此不作详细阐述。S4、根据制备的键合图形采用湿法刻蚀工艺刻蚀切割道至N-GaAs层上表面。如图3所示，其为制备得到的切割道的示意图。通过该步骤即得到了切割道。可选地，该步骤S4中湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液的成份为H3PO4、H2O2和H2O的混合液。其中，H3PO4∶H2O2∶H2O的比例为2∶0.3～1.5∶10～20。优选地，H3PO4∶H2O2∶H2O的比例为2∶1∶20。S5、在基板上表面依次制备键合层和反射层，并将已经制备好反射层和键合层的基板与经步骤S4处理后的外延片进行键合，其中，键合时的温度为300～400℃，键合时间为200～300ms。其中，键本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaAs基倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、制备GaAs基倒装LED芯片的外延片；其中，外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N‑GaAs层、量子阱层、P‑GaAs层和P‑GaP欧姆接触层；S2、在P‑GaP欧姆接触层上表面制备金属接触层；S3、在金属接触层上表面制备键合图形，其中，键合图形的尺寸为LED芯片预设的切割道尺寸；S4、根据制备的键合图形采用湿法刻蚀工艺刻蚀切割道至N‑GaAs层上表面；S5、在基板上表面依次制备键合层和反射层，并将已经制备好反射层和键合层的基板与经步骤S4处理后的外延片进行键合，其中，键合时的温度为300～400℃，键合时间为200～300ms；S6、采用化学湿法腐蚀工艺去掉GaAs衬底和AlGaAs缓冲层；S7、将经步骤S6处理后的外延片置于丙酮溶液中，并在30～60℃的条件下进行超声震荡，超声波的频率为30～60MHZ，超声震荡的时间为3～8min，以将GaInP腐蚀停止层和N‑GaAs层震荡掉。

【技术特征摘要】
1.一种GaAs基倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、制备GaAs基倒装LED芯片的外延片；其中，外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N-GaAs层、量子阱层、P-GaAs层和P-GaP欧姆接触层；S2、在P-GaP欧姆接触层上表面制备金属接触层；S3、在金属接触层上表面制备键合图形，其中，键合图形的尺寸为LED芯片预设的切割道尺寸；S4、根据制备的键合图形采用湿法刻蚀工艺刻蚀切割道至N-GaAs层上表面；S5、在基板上表面依次制备键合层和反射层，并将已经制备好反射层和键合层的基板与经步骤S4处理后的外延片进行键合，其中，键合时的温度为300～400℃，键合时间为200～300ms；S6、采用化学湿法腐蚀工艺去掉GaAs衬底和AlGaAs缓冲层；S7、将经步骤S6处理后的外延片置于丙酮溶液中，并在30～60℃的条件下进行超声震荡，超声波的频率为30～60MHZ，超声震荡的时间为3～8min，以将GaInP腐蚀停止层和N-GaAs层震荡掉。2.根据权利要求1所述的GaAs基倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液和步骤S6中化学腐蚀工艺采用的腐蚀液的成份均为H3PO4、H2O2和H2O的混合液；其中，H3PO4∶H2O2∶H2O的比例为2∶0.3～1.5∶10～20。3.根据权利要求1所述的GaAs基倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，所述金属接触层的材料为Au和/或AuBe，所述键合层的材料为Ti/Pt，所述反射层的材料为Au。4.根据权利要求1所述的GaAs基倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，所述金属接触层的厚度为所述反射层的厚度为5.根据权利要求1所述的GaAs基倒装LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤S7中超声震荡的温度为45...

【专利技术属性】
技术研发人员：米洪龙，关永莉，梁建，徐小红，王琳，
申请(专利权)人：山西飞虹微纳米光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14