从晶片分离多个LED结构的方法技术

本发明专利技术涉及从晶片分离多个LED结构的方法，据此不受晶片内是否存在牺牲层的限制，并且无需在制造晶片当时就预先特定设计半导体层的厚度，而是通过商用化的晶片可轻松且无损伤地从晶片分离具有目标大小、厚度及形状的LED结构。LED结构。LED结构。

【技术实现步骤摘要】
从晶片分离多个LED结构的方法


[0001]本专利技术涉及从晶片分离多个LED结构的方法。

技术介绍

[0002]微型LED和纳米型LED可以实现优秀的色彩和高效率，并且是环保材料，因此正在用作显示器的核心材料。根据这种市场情况，近来正在进行用于开发新的纳米LED结构或者通过新的制造工艺开发LED的研究。
[0003]众所周知，以往独立的单个LED元件可通过自上而下(top
‑
down)的方法和自下而上(bottom
‑
up)的方法制造，但是一些人更喜欢通过基于化学生长方法的自下而上的方法制造。
[0004]然而，通过自下而上的方法制造数亿个，更进一步地纳米级大小的超小型独立的LED元件并不容易，即使制造也存在难以分别具有均匀的大小和特性的问题。
[0005]相反地，自上而下的方式的情况下的优点是从大面积晶片蚀刻目标大小、个数的晶片之后从晶片分离从晶片蚀刻之后剩下的LED结构时，可制造数千个至数亿个均匀特性的独立的LED元件。
[0006]以往的自上而下(Top
‑
down)的方式的情况下，作为用于分离以垂直方向蚀刻之后剩下的LED结构的方法正在利用剥离基板的方法，在该方法的情况下，需要以垂直方向蚀刻晶片直至到达基板，因此LED结构的高度必然与在晶片中除了基板以外的剩余半导体层的整体高度相同，因此存在无法随意调节LED元件高度，并且LED元件各个的高度已经在已制造出的晶片中决定的问题。
[0007]为了解决这种问题，介绍了对于以垂直方向蚀刻的LED结构施加超声波以从半导体层分离LED结构的方法，但是该方法存在局限性，即需限制纵横比和底面的直径，具体地说底面的直径小于500nm且高度是底面直径的5倍以上才可使用，因此在LED元件的目标大小或者纵横比超出该范围的情况下，存在使用该方法无法分离出LED结构的问题。另外，对于该方法，施加的超声波并不影响目标LED结构下端和接连于此的半导体层间界面，而是频繁发生超出目标位置的LED结构的中间部分被分割出去而从晶片分离的情况，因此存在难以实现从晶片分离的均匀的LED结构的形状、大小品质的问题。
[0008]另外，作为其他方法介绍了对LED晶片导入牺牲层，通过去除牺牲层分离LED结构的方法，但是在该方法的情况下，需要晶片本身具备牺牲层，据此存在引起限制可使用的晶片种类、增加牺牲层导致成本增加、去除牺牲层时使用的蚀刻溶液引起的LED结构化学性受损的问题。
[0009]据此，处于迫切需要开发一种可从晶片轻松且无损伤地分离LED结构且无需限制晶片的种类、待实现的LED结构的大小、形状的方法。

技术实现思路

[0010](要解决的问题)
[0011]本专利技术是为了解决如上所述的问题而提出的，目的在于提供一种方法，无需在制造晶片当时就预先特定设计是否存在牺牲层、指定晶片内半导体层的厚度，而是通过商用化的晶片可轻松且无损伤地从晶片分离具有目标大小、形状的LED结构。
[0012]本专利技术的另一目的在于提供从晶片分离LED结构的方法，在从晶片分离LED结构时防止在除了目标点以外的其他点出现分离的分割不良。
[0013](解决问题的手段)
[0014]为了解决如上所述的课题，本专利技术提供一种分离LED结构的方法，该方法为从形成有多个LED结构的LED晶片分离所述多个LED结构的方法，其中所述多个LED结构包括在掺杂的n型III族氮化物半导体层的第一部分上与所述第一部分接连的掺杂的n型III族氮化物半导体层的第二部分，所述分离LED结构的方法包括：步骤(1)，形成保护膜，以包围多个LED结构各个的暴露面，且使相邻的LED结构之间的第一部分上部面暴露在外部；步骤(2)，将LED晶片浸入电解液，之后与电源的任意一个端子电连接，并且将电源的剩余端子连接于浸入所述电解液的电极之后施加电源，以在所述第一部分形成多个气孔；及步骤(3)，对于所述LED晶片施加超声波以从形成有多个气孔的第一部分分离多个LED结构。
[0015]根据本专利技术的一实施例，所述多个LED结构分别还可包括层叠在掺杂的n型III族氮化物半导体层的第二部分上的光活性层及p型III族氮化物半导体层。
[0016]另外，形成有多个LED结构的LED晶片通过如下方法形成，该方法可包括：步骤a)，准备LED晶片，所述LED晶片为在基板上层叠包括掺杂的n型III族氮化物半导体层、光活性层及p型III族氮化物半导体层的层；步骤b)，将LED晶片上部图案化，以在单个LED结构中与层叠层的方向垂直的平面具有目标形状和大小，之后以垂直方向蚀刻至掺杂的n型III族氮化物半导体层至少一部分厚度处，以形成多个LED结构。
[0017]另外，所述保护膜可具有用于防止因为执行步骤(2)导致LED结构受损的功能。
[0018]另外，所述步骤(1)的保护膜可以为用于防止因为执行步骤(2)导致LED结构受损的临时保护膜，所述的从晶片分离多个LED结构的方法在步骤(2)和步骤(3)之间还可包括去除所述临时保护膜之后形成包围LED结构的侧面的表面保护膜的步骤。
[0019]另外，与所述第一部分接连的所述LED结构底面的面积可以是25μm2以下。
[0020]另外，所述保护膜的厚度可以是5nm～100nm。
[0021]另外，所述保护膜可包含氮化硅(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化钪(Sc2O3)及二氧化钛(TiO2)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)组成的群组中选择的一种以上。
[0022]另外，所述步骤(2)可以是将3V以上的电压施加1分钟～24小时来执行。
[0023]另外，所述步骤(2)中所述多个气孔的平均孔径在100nm以下。
[0024]另外，所述电解液可包含从由草酸、磷酸、亚硫酸、硫酸、碳酸、乙酸、亚氯酸、氯酸、溴酸、亚硝酸和硝酸组成的群组中选择的一种以上的含氧酸。
[0025]另外，所述步骤(3)是将LED晶片浸入起泡溶液，之后对所述起泡溶液施加超声波生成气泡，通过该气泡在气孔中爆裂时产生的能量塌陷气孔，可分离多个LED结构。
[0026]另外，为了生长及塌陷气泡以成为在气泡塌陷时生成高压和高温的局部热点，对所述起泡溶液施加的超声波频率可以是10KHz～2MHz。
[0027]另外，用于形成所述气泡的溶液可使用蒸气压低的同时对环境危害较小的溶液。
[0028]另外，所述步骤(1)可包括如下的步骤：在LED晶片上形成保护膜，以形成包围多个LED结构的各个侧面的保护膜；及去除在相邻的LED结构之间的第一部分上部面形成的保护膜，以暴露相邻的LED结构之间的第一部分上部面。
[0029]另外，在所述步骤(2)和步骤(3)之间还可包括如下步骤：去除形成在各个LED结构上部的保护膜；及在LED结构上部形成第一电极。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从晶片分离多个LED结构的方法，其为从形成有多个LED结构的LED晶片分离所述多个LED结构的方法，所述多个LED结构包括在掺杂的n型III族氮化物半导体层的第一部分上与所述第一部分接连的掺杂的n型III族氮化物半导体层的第二部分，所述从晶片分离多个LED结构的方法的特征在于，包括：步骤(1)，形成保护膜，以包围多个LED结构各个的暴露面，且使相邻的LED结构之间的第一部分上部面暴露在外部；步骤(2)，将LED晶片浸入电解液，之后与电源的任意一个端子电连接，并且将电源的剩余端子连接于浸入所述电解液的电极之后施加电源，以在所述第一部分形成多个气孔；及步骤(3)，对于所述LED晶片施加超声波以从形成有多个气孔的第一部分分离多个LED结构。2.根据权利要求1所述的从晶片分离多个LED结构的方法，其特征在于，所述多个LED结构分别还包括层叠在掺杂的n型III族氮化物半导体层的第二部分上的光活性层及p型III族氮化物半导体层。3.根据权利要求1所述的从晶片分离多个LED结构的方法，其特征在于，形成有多个LED结构的LED晶片通过如下方法形成，该方法包括：步骤a)，准备LED晶片，所述LED晶片为在基板上层叠包括掺杂的n型III族氮化物半导体层、光活性层及p型III族氮化物半导体层的层；步骤b)，将LED晶片上部图案化，以在单个LED结构中与层叠层的方向垂直的平面具有目标形状和大小，之后以垂直方向蚀刻至掺杂的n型III族氮化物半导体层至少一部分厚度处，以形成多个LED结构。4.根据权利要求1所述的从晶片分离多个LED结构的方法，其特征在于，所述保护膜具有用于防止因为执行步骤(2)导致LED结构受损的功能。5.根据权利要求1所述的从晶片分离多个LED结构的方法，其特征在于，所述步骤(1)的保护膜为用于防止因为执行步骤(2)导致LED结构受损的临时保护膜，所述从晶片分离多个LED结构的方法在步骤(2)和步骤(3)之间还包括去除所述临时保护膜之后形成包围LED结构的侧面的表面保护膜的步骤。6.根据权利要求1所述的从晶片分离多个LED结构的方法，其特征在于，与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：都永洛，
申请(专利权)人：国民大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：