一种低热阻LED芯片及其制备方法、分离方法技术

本发明专利技术提供了一种低热阻LED芯片及其制备方法、分离方法，提供了一复合衬底，所述复合衬底包括沿第一方向依次堆叠的第一衬底、第一键合层以及第二衬底；从而使外延叠层通过第二键合层键合形成于所述第二衬底背离所述第一键合层的一侧表面，进一步地，所述第二键合层和所述第二衬底具有导电性。从而，通过第二衬底的高热导率解决了LED芯片的热阻；同时，通过复合衬底的临时支撑增强了LED晶片的强度，避免了制备过程中的翘曲和破片问题；同时，通过复合衬底的临时支撑可以免除研磨工艺，保证了LED芯片厚度的一致性，并节约了成本。尤其适用于大电流密度的LED芯片。于大电流密度的LED芯片。于大电流密度的LED芯片。

【技术实现步骤摘要】
一种低热阻LED芯片及其制备方法、分离方法


[0001]本专利技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种低热阻LED芯片及其制备方法、分离方法。

技术介绍

[0002]随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED的应用也越来越广泛，人们越来越关注LED在显示屏的发展前景。LED芯片，其功能就是把电能转化为光能，具体的，包括外延发光结构和分别设置在外延发光结构上的N型电极和P型电极。所述外延发光结构包括P型半导体层、N型半导体层以及位于所述N型半导体层和P型半导体层之间的有源层，当有电流通过LED芯片时，P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子会向有源层移动，并在所述有源层复合，使得LED芯片发光。
[0003]由于外延发光结构为在生长衬底上生长的半导体多层结构。该生长衬底通常为GaAs、Si、Al2O3、SiC等衬底，半导体层通常为AlGaInP、AlInGaN 等。在电流密度较小的情况下，外延发光结构在工作过程中释放的热量较少，一般采用不去除生长衬底的正装结构或者倒装结构芯片。随着电流密度的增加，单位面积产生的热量增大，生长衬底的热导率和厚度会直接影响芯片的散热。因此，对于大电流密度的芯片，通常需生产衬底尽量减薄，甚至通过换衬底的方式将生长衬底上的外延发光结构转移至高热导率衬底上的方式，以实现整个芯片热阻的降低。
[0004]但是，对于高热导率衬底的应用时，除了热导率要较高外，通常衬底还需具备匹配芯片制程的性质，比如化学性质稳定、具备一定的支撑刚性、易于加工、不易变形/破裂等。然而，在现实中，同时具备以上性质的材料稀少，例如常用的硅衬底化学性质稳定、也具备一定刚性，但是在加工过程中容易破裂，尤其减薄后更甚；金属衬底通常不容易破裂，但是刚性不足，较薄的衬底容易翘曲变形，影响制程进行。
[0005]有鉴于此，为克服现有技术LED芯片的上述缺陷，本专利技术人专门设计了一种低热阻LED芯片及其制备方法、分离方法，本案由此产生。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种低热阻LED芯片及其制备方法、分离方法，以解决LED芯片的高热阻及其支撑衬底的翘曲和破片问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种低热阻LED芯片，包括：
[0009]复合衬底，所述复合衬底包括沿第一方向依次堆叠的第一衬底、第一键合层以及第二衬底；
[0010]通过切割道相互隔离的若干个子外延叠层单元，各所述子外延叠层通过第二键合层键合形成于所述第二衬底背离所述第一键合层的一侧表面；且所述切割道裸露所述第一衬底；各所述子外延叠层至少包括沿所述第一方向依次堆叠的第二型半导体层、有源区以
及第一型半导体层；所述第一方向垂直于所述复合衬底，并由所述复合衬底指向所述外延叠层；
[0011]第一接触电极，其设置于所述第一型半导体层背离所述有源区的一侧表面。
[0012]优选地，所述第二键合层和所述第二衬底具有导电性。
[0013]优选地，所述第二键合层的熔点高于所述第一键合层的熔点。
[0014]优选地，所述第一键合层具有导电性。
[0015]优选地，对所述第一衬底进行剥离时所需要的温度，其介于第一键合层的熔点和第二键合层的熔点之间。
[0016]优选地，所述第二键合层包括欧姆接触层、金属反射层中的至少一种。
[0017]优选地，所述第二键合层包括Au、In、Ni、Sn、Ag、Cu中的一种或者至少两种所形成的合金。
[0018]本专利技术还提供了一种低热阻LED芯片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0019]S01、提供一生长衬底；
[0020]S02、生长外延叠层，所述外延叠层包括所述生长衬底表面依次堆叠的第一型半导体层、有源层和第二型半导体层；
[0021]S03、提供复合衬底，所述复合衬底包括沿生长方向依次堆叠的第一衬底、第一键合层以及第二衬底，其中，所述第一键合层及所述第二衬底具有导电性；
[0022]S04、在所述外延叠层的表面制作第二键合层，其中，所述第二键合层具有导电性；
[0023]S05、将所述复合衬底通过所述第二键合层键合形成至所述外延叠层的表面；
[0024]S06、剥离所述生长衬底；
[0025]S07、通过刻蚀所述外延叠层，形成通过沟槽相互隔离的若干个子外延叠层单元；
[0026]S08、在各所述子外延叠层背离所述复合衬底的一侧表面沉积第一接触电极；
[0027]S09、沿各所述沟槽切割至所述第一衬底的表面，从而形成通过切割道相互隔离的若干个LED发光单元。
[0028]本专利技术还提供了一种分离方法，用于分离上述所制备的LED发光单元，所述分离方法包括：
[0029]剥离所述第一衬底，使各所述LED发光单元的底面保留所述第一键合层。
[0030]优选地，所述第一衬底通过加热或腐蚀或超声或激光或光照的方式实现剥离。
[0031]优选地，当所述第一衬底通过加热的方式实现剥离时，所述第一衬底的剥离温度，其介于第一键合层的熔点和第二键合层的熔点之间。
[0032]本专利技术还提供了另一种低热阻LED芯片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0033]A01、提供一生长衬底；
[0034]A02、生长外延叠层，所述外延叠层包括所述生长衬底表面依次堆叠的第一型半导体层、有源层和第二型半导体层；
[0035]A03、提供复合衬底，所述复合衬底包括沿生长方向依次堆叠的第一衬底、第一键合层以及第二衬底，其中，所述第二衬底具有导电性；
[0036]A04、在所述外延叠层的表面制作第二键合层，其中，所述第二键合层具有导电性；
[0037]A05、将所述复合衬底通过所述第二键合层键合形成至所述外延叠层的表面；
[0038]A06、剥离所述生长衬底；
[0039]A07、通过刻蚀所述外延叠层，形成通过沟槽相互隔离的若干个子外延叠层单元；
[0040]A08、在各所述子外延叠层背离所述复合衬底的一侧表面沉积第一接触电极；
[0041]A09、沿各所述沟槽切割至所述第一衬底的表面，从而形成通过切割道相互隔离的若干个LED发光单元。
[0042]本专利技术还提供了另一种分离方法，用于分离上述所制备的LED发光单元，所述分离方法包括：
[0043]剥离所述第一衬底和第一键合层，使所述第二衬底作为各所述LED发光单元的另一接触电极板。
[0044]优选地，所述第一衬底和第一键合层通过加热或腐蚀或超声或激光或光照的方式实现剥离。
[0045]优选地，当所述第一衬底和第一键合层通过加热的方式实现剥离时，两者的剥离温度，均低于所述第二键合层的熔点。
[0046]经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的低热阻LED芯片及其制备方法，提供了一复合衬底，所述复合衬底包括沿第一方向依次堆叠的第一衬底、第一键合层以及第二衬底；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低热阻LED芯片，其特征在于，包括：复合衬底，所述复合衬底包括沿第一方向依次堆叠的第一衬底、第一键合层以及第二衬底；通过切割道相互隔离的若干个子外延叠层单元，各所述子外延叠层通过第二键合层键合形成于所述第二衬底背离所述第一键合层的一侧表面；且所述切割道裸露所述第一衬底；各所述子外延叠层至少包括沿所述第一方向依次堆叠的第二型半导体层、有源区以及第一型半导体层；所述第一方向垂直于所述复合衬底，并由所述复合衬底指向所述外延叠层；第一接触电极，其设置于所述第一型半导体层背离所述有源区的一侧表面。2.根据权利要求1所述的低热阻LED芯片，其特征在于，所述第二键合层和所述第二衬底具有导电性。3.根据权利要求1所述的低热阻LED芯片，其特征在于，所述第二键合层的熔点高于所述第一键合层的熔点。4.根据权利要求2所述的低热阻LED芯片，其特征在于，所述第一键合层具有导电性。5.根据权利要求1所述的低热阻LED芯片，其特征在于，对所述第一衬底进行剥离时所需要的温度，其介于第一键合层的熔点和第二键合层的熔点之间。6.根据权利要求1所述的低热阻LED芯片，其特征在于，所述第二键合层包括欧姆接触层、金属反射层中的至少一种。7.根据权利要求1所述的低热阻LED芯片，其特征在于，所述第二键合层包括Au、In、Ni、Sn、Ag、Cu中的一种或者至少两种所形成的合金。8.一种低热阻LED芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：S01、提供一生长衬底；S02、生长外延叠层，所述外延叠层包括所述生长衬底表面依次堆叠的第一型半导体层、有源层和第二型半导体层；S03、提供复合衬底，所述复合衬底包括沿生长方向依次堆叠的第一衬底、第一键合层以及第二衬底，其中，所述第一键合层及所述第二衬底具有导电性；S04...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲晓东，陈凯轩，崔恒平，蔡海防，金章育，罗桂兰，赵斌，杨克伟，江土堆，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：