可挠性发光二极管制程及其结构制造技术

本发明专利技术公开了一种可挠性发光二极管制程及其结构，其步骤包括了在临时基板上形成层缓冲层,于缓冲层上形成N型氮化镓层,图案化N型氮化镓层，形成氮化镓奈米柱,于图案化氮化镓层上形成一氮化硅层,于氮化硅层上形成一电流阻挡层,于图案化电流阻挡层上形成一层绝缘层,将电流阻挡层以及图案化后的氮化镓层外露于所述的绝缘层,形成一氮化镓层,于图案化氮化镓层以及绝缘层上形成一层铟钖导电层,将临时基板以及缓冲层自前述的混合结构中剥离,将有机硅以及量子点充份混合,并填充于剥离临时基板以及缓冲层后的混合结构,以及将软性聚酰亚胺黏合于剥离临时基板以及缓冲层后的混合结构。

The fabrication process and structure of flexible light-emitting diode

The invention discloses a flexible light-emitting diode manufacturing process and structure, and comprises the steps of forming buffer layer in the temporary substrate, N type gallium nitride layer is formed on the buffer layer, a patterned N type gallium nitride layer, forming Gan nanorods, a silicon nitride layer formed on the patterned GaN layer, a current blocking layer on the silicon nitride layer, a current blocking layer on the patterned insulating layer is formed on the layer, the current blocking layer and patterned GaN layer after exposed to the insulating layer, forming a gallium nitride layer, a layer of indium tin conductive layer formed on the patterned GaN layer and the insulating layer, the temporary substrate and buffer the structure of the self mixing layer stripping, silicone and fully mixed quantum dots, and fill in temporary substrate and mixed structure stripping buffer layer, and the flexible polyimide adhesive to peel temporary base The mixed structure after the plate and the buffer layer.

【技术实现步骤摘要】
可挠性发光二极管制程及其结构
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种可挠性发光二极管制程及其结构。
技术介绍
氮化镓(GaN)是一种具有宽带隙(3.4电子伏特)的半导体材料。利用GaN半导体材料激发蓝光的独特性质可以开发许多新的光电应用产品。目前GaN光电器件和电子器件在光学存储、激光打印、高亮度LED以及无线基站等应用领域具有很好的发展前景。由于氮化镓材料本身的性质，如：高的熔化温度和制备时氮气较高的饱和蒸汽压，很难获得质量良好的氮化镓单晶衬底，使得同质大面积的氮化镓单晶很困难。在氮化镓外延工艺中，具有同氮化镓晶格失配和热失配相对较小的蓝宝石(Al2O3)衬底占据了绝对的主导地位。但蓝宝石衬底热传导率低，器件面临的散热问题比较严重，尤其是大功率器件，高发热量使器件工作时的温度明显升高，严重影响了器件性能。而且蓝宝石电阻率高，对于LED器件无法实现垂直结构，增大了管芯面积，降低发光效率。这都在一定程度上阻碍了高性能LED器件的持续发展。传统的以蓝宝石为衬底的GaN基LED一般为横向结构，即LED的两个电极在器件的同一侧。电流在通过n-GaN时，产生热能。由于蓝宝石衬底导热性能差，在大电流条件下会引起器件的退化，不利于大功率LED的工作。同时，横向结构GaN基LED还具有电流堵塞，电流分布不均匀，不能充分利用发光层材料等缺点。而通过采用金属键合工艺实现衬底转移，可以将在蓝宝石衬底上制作的氮化镓基LED器件转移到其它导热，导电性能强的衬底上，如硅和铜衬底，制作垂直结构的GaN基LED，从而有效提高LED的发光效率和可靠性。在国外一些文献中，采用钯-铟、金-硅、金-锗等以共晶键合形式的金属键合及有机导电胶作为键合层。但根据实验结果，以共晶键合形式的金属键合在直径大于两尺的氮化镓外延层和理想衬底的键合中，很难获得高质量的完全键合的合金层，因此在大规模生产时，产品的良率不高。而在相同的键合工艺条件下，以扩散键合形式的金属键合则具有更高质量的键合界面。测试结果中，金-金、铝-铝等以扩散键合形式的金属键合的键合面积明显大于采用金-硅、铝-硅等以共晶键合形式的金属键合。目前基于蓝宝石为基底的结构亦多见于各研发报告、专利或是期刋；其中，公开号为CN101005110A的中国专利申请“采用金属键合工艺实现氮化镓发光二极管垂直结构的方法”亦是属于本专利技术的范畴，且其主要的
技术实现思路
包括了以下工艺步骤：在衬底表面上依次外延出氮化镓缓冲层、n型氮化镓、发光量子阱层、p型氮化镓；在p型氮化镓层上热蒸发或溅射金属层作欧姆接触和反射层；在反射层上和衬底上热蒸发或溅射具有高原子扩散系数的金属层做为键合界面层；选择以扩散键合形式的金属键合工艺；剥离原先的A衬底；以及做电极，形成器件。其中值得注意的是：其中所使用的衬底的材料为蓝宝石、铌酸锂或其它适合生长高质量GaN的衬底材料。而在热蒸发步骤中的衬底材料则为硅、铜或其它导热性和导电性好的衬底。其专利技术主要解决的问题是在器件形成后，如何利用金属键结所形成的结构来达到良好的散热效果。然而，不论其如何改良其散热效率，或是寻找出最适合的金属间的键结力，由上述方法制作出来的发光二极管，其在展现出来时，均无法达到具有可挠的功效；亦即，以此方法制作出来的结构，因为整体的结构均呈现出钢性结构，无法因应展示面具有不平整的播放面；也就是说，上述的结构只能放置在一平整的播放面。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可挠性发光二极管制程及利用该制程形成的可挠性发光二极管结构，使得得到的发光二极管具有可挠性。为实现上述技术效果，本专利技术的第一方面提供了一种可挠性发光二极管制程，其包括步骤：提供一临时基板；于所述临时基板上制作一缓冲层；于所述缓冲层上制作一N型氮化镓层；图案化所述N型氮化镓层，形成氮化镓奈米柱；于经图案化的所述N型氮化镓层上制作一电流阻挡层；图案化所述电流阻挡层，使所述电流阻挡层成形于所述氮化镓奈米柱的自由端部；于经图案化的所述电流阻挡层上制作一组合氮化镓层；图案化所述组合氮化镓层，使所述组合氮化镓层成形于所述氮化镓奈米柱的柱身，所述电流阻挡层外露于所述组合氮化镓层；于经图案化的所述组合氮化镓层上制作一透明导电层；图案化所述透明导电层，使所述电流阻挡层外露于所述透明导电层；将所述临时基板和所述缓冲层自经图案化的所述N型氮化镓层上剥离；以及提供一可挠性基板，将所述可挠性基板黏合于经剥离所述临时基板和所述缓冲层的所述N型氮化镓层上。本专利技术的可挠性发光二极管制程的实施例中，所述缓冲层通过沉积法制作形成。本专利技术的可挠性发光二极管制程的实施例中，所述图案化的步骤为以微影光蚀刻制程来实施。本专利技术的可挠性发光二极管制程的实施例中，在所述于经图案化的所述电流阻挡层上制作一组合氮化镓层的步骤之前还包括步骤：于经图案化的所述电流阻挡层上制作一绝缘层；图案化所述绝缘层，使所述电流阻挡层和所述氮化镓奈米柱外露于所述绝缘层；并且，所述于经图案化的所述电流阻挡层上制作一组合氮化镓层的步骤为：于经图案化的所述绝缘层上制作包括氮化镓多重量子井和P型氮化镓的组合氮化镓层。本专利技术的可挠性发光二极管制程的实施例中，所述剥离的步骤为以镭射剥离方式进行。本专利技术的第二方面提供了一种可挠性发光二极管结构，其包括：可挠性基板；形成于所述可挠性基板上的氮化镓奈米柱；形成于所述氮化镓奈米柱的自由端部的电流阻挡层；以及形成于所述氮化镓奈米柱的柱身的透明导电层。本专利技术的可挠性发光二极管结构的实施例中，所述可挠性基板的材质为软性聚酰亚胺。本专利技术的可挠性发光二极管结构的实施例中，所述氮化镓奈米柱和所述可挠性基板之间设有N型氮化镓层和绝缘层。本专利技术的可挠性发光二极管结构的实施例中，所述氮化镓奈米柱的柱身和所述透明导电层之间设有氮化镓多重量子井和P型氮化镓。本专利技术的可挠性发光二极管结构的实施例中，所述透明导电层的外部注有有机硅和量子点。上述的可挠性发光二极管结构及其制程中，在临时基板上制作发光二极管，在发光二极管中采用氮化镓奈米柱，在发光二极管制作完成后，剥离临时基板，转而黏合一层柔性的可挠性基板，构成可挠性发光二极管结构，具有可挠性，可避免在弯折时发光二极管芯片出现破裂，也可便于在不平整展示面上进行展示。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施方式的可挠性发光二极管结构的剖视示意图。图2是本专利技术实施方式的可挠性发光二极管制程的流程图。图3为本专利技术实施方式的于临时基板上形成N型氮化镓层的剖视示意图。图4为本专利技术实施方式的形成氮化镓奈米柱的剖视示意图。图5为本专利技术实施方式的形成电流阻挡层的剖视示意图。图6为本专利技术实施方式的形成P型氮化镓及透明导电层的剖视示意图。图7为本专利技术实施方式的将临时基板予以剥离的剖视示意图。图8为本专利技术实施方式的将有机硅及量子点填充于氮化镓奈米柱之间的剖视示意图。图9是本专利技术实施方式的将含有有机硅的氮化镓奈米柱的发光二极管黏合于软性聚酰亚胺上的剖视示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可挠性发光二极管制程，其特征在于，包括步骤：提供一临时基板；于所述临时板上制作一缓冲层；于所述缓冲层上制作一N型氮化镓层；图案化所述N型氮化镓层，形成氮化镓奈米柱；于经图案化的所述N型氮化镓层上制作一电流阻挡层；图案化所述电流阻挡层，使所述电流阻挡层成形于所述氮化镓奈米柱的自由端部；于经图案化的所述电流阻挡层上制作一组合氮化镓层；图案化所述组合氮化镓层，使所述组合氮化镓层成形于所述氮化镓奈米柱的柱身，所述电流阻挡层外露于所述组合氮化镓层；于经图案化的所述组合氮化镓层上制作一透明导电层；图案化所述透明导电层，使所述电流阻挡层外露于所述透明导电层；将所述临时基板和所述缓冲层自经图案化的所述N型氮化镓层上剥离；以及提供一可挠性基板，将所述可挠性基板黏合于经剥离所述临时基板和所述缓冲层的所述N型氮化镓层上。

【技术特征摘要】
1.一种可挠性发光二极管制程，其特征在于，包括步骤：提供一临时基板；于所述临时板上制作一缓冲层；于所述缓冲层上制作一N型氮化镓层；图案化所述N型氮化镓层，形成氮化镓奈米柱；于经图案化的所述N型氮化镓层上制作一电流阻挡层；图案化所述电流阻挡层，使所述电流阻挡层成形于所述氮化镓奈米柱的自由端部；于经图案化的所述电流阻挡层上制作一组合氮化镓层；图案化所述组合氮化镓层，使所述组合氮化镓层成形于所述氮化镓奈米柱的柱身，所述电流阻挡层外露于所述组合氮化镓层；于经图案化的所述组合氮化镓层上制作一透明导电层；图案化所述透明导电层，使所述电流阻挡层外露于所述透明导电层；将所述临时基板和所述缓冲层自经图案化的所述N型氮化镓层上剥离；以及提供一可挠性基板，将所述可挠性基板黏合于经剥离所述临时基板和所述缓冲层的所述N型氮化镓层上。2.如权利要求1所述的可挠性发光二极管制程，其特征在于：所述缓冲层通过沉积法制作形成。3.如权利要求1所述的可挠性发光二极管制程，其特征在于：所述图案化的步骤为以微影光蚀刻制程来实施。4.如权利要求1所述的可挠性发光二极管制程，其特征在于，在所述于经图案化的所述电流阻挡层上制作一组合氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘庆威，郭浩中，黄陈嵩文，朱国雄，林志豪，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44