一种红光microLED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术具体涉及一种红光micro LED芯片及其制作方法，包括在第一GaAs基板上生长外延结构；将其与第二GaAs基板键合在一起；在第二GaAs基板表面沉积保护层，去除第一GaAs基板；进行LED芯片前段工艺；使用临时键合胶覆盖wafer表面，将wafer与临时基板粘结在一起；去除保护层，去除第二GaAs基板和键合层；剥离芯粒，完成制作。本发明专利技术通过在红光micro LED芯片制作过程中引入GaAs基板作为制程中间基板，方便去除，同时将临时键合胶键合在透明临时基板上，适合LLO工艺或者热滑移等解键合工艺，解决了红光micro LED芯片外延层转移的难点，良率高，成本低，对巨量转移工艺友好。对巨量转移工艺友好。对巨量转移工艺友好。

【技术实现步骤摘要】
一种红光micro LED芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及LED
，具体是涉及一种红光micro LED芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]Micro LED是一种薄膜LED芯片，为了适应巨量转移等工艺需求，在使用的时候，不能够像常规LED那样，带有原始的外延基板。通常情况下，红光LED的外延结构，是使用MOCVD（金属有机化合物气相沉淀技术）技术生长在GaAs基板上，在此基础上可以制作LED芯片。但是micro LED芯片需要进行外延层剥离，而蓝绿LED由于是使用透明的蓝宝石基板，适用于激光剥离（LLO）工艺，蓝宝石是透明材料，激光可以穿透蓝宝石，直接聚焦在GaN牺牲层上，所以蓝绿LED的外延层，可以通过激光烧灼牺牲层进行剥离。但是红光LED的GaAs衬底，由于材料的原因，激光不能够直接穿透GaAs衬底，所以不能直接应用LLO工艺剥离基板。
[0003]现有红光LED转移基板的常用方法是利用金属键合工艺或氧化物键合工艺，将外延层转移至另外的Si或者蓝宝石基板上，这两种方法通常应用于反极性LED芯片或红光mini LED工艺，但是无论是金属键合工艺或者是氧化物键合工艺都无法使用激光剥离，因为金属虽然可以融化，却难以气化，而SiO2同样是透明材料，目前的激光剥离也无法像蓝光LED那样，进行剥离。所以，以上两种方法都无法适用在红光micro LED芯片制造领域。另外，虽然SiO2理论上可以使用HF酸腐蚀的方式进行外延层剥离，但是在实际应用中，由于反应生成物会堆积在反应面上，阻止反应顺利进行，而反应生成物的移除，在工艺上非常麻烦。
[0004]因此，目前对于红光micro LED芯片来说，制作出无外延基板的芯片是一个难点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种红光micro LED芯片及其制作方法，该红光micro LED芯片在常规制作过程中引入GaAs基板作为制程中间基板，芯片制程结束后，方便去除，同时采用临时键合工艺，使用临时键合胶键合在一个透明临时基板上，适合LLO工艺或者热滑移等解键合工艺，解决了红光micro LED芯片外延层转移的难点，良率高，成本低，对巨量转移工艺友好。
[0006]本专利技术提供的一种红光micro LED芯片的制作方法，所述制作方法包括：在第一GaAs基板上倒置生长AlGaInP LED外延层结构；将带有AlGaInP LED外延结构的外延片，与第二GaAs基板键合在一起；在第二GaAs基板表面沉积保护层，然后使用化学溶液腐蚀去除外延生长使用的第一GaAs基板；进行LED芯片前段工艺；具体地，包括ICP蚀刻台面、P电极制作、GaAs接触点、N电极制作、制作切割隔离道、钝化、接触孔制作、焊线电极制作等；将完成LED前段工艺的GaAs wafer（晶圆），使用临时键合胶覆盖整个wafer表面，得到平整wafer表面；使用临时键合工艺，将wafer表面以及一临时基板粘结在一起；
使用腐蚀液去除第二GaAs基板表面的保护层，然后使用化学溶液腐蚀去除第二GaAs基板和键合层；剥离micro LED芯粒，完成制作。
[0007]本专利技术针对红光micro LED的外延层难以剥离的难点，通过在外延层的另一侧引入GaAs基板，同时在新引入的GaAs基板表面用保护层保护起来，去除外延层上原有的GaAs基板，完成外延层的转移，进行后续芯片工艺；而在完成芯片制作工艺后利用临时键合胶将芯片粘附在临时基板上，然后再去除引入的GaAs基板，此时，在临时基板上的红光micro LED芯片是彼此分离的，这样就实现了红光micro LED的外延层剥离，有效的解决了红光micro LED的外延层难以剥离的问题。
[0008]进一步的，上述技术方案中，在键合前，先在外延片和第二GaAs基板上各沉积2μm
‑
3μm的SiO2，并抛光、活化处理。
[0009]进一步的，上述技术方案中，键合的条件为：压力为14000kg
‑
15000kg，温度为450℃，压合30min。
[0010]进一步的，上述技术方案中，所述保护层为氧化硅或氮化硅。本技术方案中，通过在引入的第二GaAs基板表面沉积一层保护层，可以有效保护第二GaAs基板在化学溶液腐蚀第一GaAs基板时不被腐蚀，具体地，保护层还可以是其它形式的不被化学溶液腐蚀的有效保护层。
[0011]进一步的，上述技术方案中，所述化学溶液为氨水和双氧水的水稀释液或磷酸和双氧水的水稀释液。化学溶液还可以是其它可以腐蚀GaAs但不腐蚀保护层的化学试剂，也可以使用机械研磨或机械研磨与化学腐蚀相结合的方式进行。
[0012]进一步的，上述技术方案中，化学溶液腐蚀第一GaAs基板时，反应直到GaInP 腐蚀截止层截止，并用盐酸或含有盐酸的稀释液漂洗，去除截止层后露出GaAs欧姆接触层。
[0013]进一步的，上述技术方案中，使用临时键合胶覆盖wafer表面时，临时键合胶在台阶最高点的厚度＞5μm。临时键合胶是一种高分子化合物，熔点低，可以使用激光剥离方案，也可以使用热滑移等方案；所以本技术方案中通过使用临时键合胶，形成的红光micro LED芯片在进行巨量转移时，可以依照实际情况进行选择。同时，将台阶最高点的厚度控制在5μm以上，方便后续进行剥离。
[0014]进一步的，上述技术方案中，所述临时基板的材料为蓝宝石、玻璃、硅片、金属中的任一种。本技术方案中将芯片转移至临时基板上，芯粒虽然是彼此分离的，但是依旧是一个wafer的状态，彼此间距是依照光刻图形排列，芯粒是整齐排列的，对于巨量转移的工艺非常友好。同时由于最后是使用临时键合胶进行二次转移，所以对于临时基板，可以选择蓝宝石、玻璃、硅片、金属等材料，并且基于临时键合的特点，临时基板可以重复使用，降低整体的生产成本。
[0015]进一步的，上述技术方案中，所述腐蚀液为氢氟酸或氟化铵。本技术方案中使用腐蚀液对第二GaAs基板表面的保护层进行正面腐蚀，去除效果好。
[0016]本专利技术还提供一种由上述制作方法制作的红光micro LED芯片。
[0017]本专利技术与现有技术相比，其有益效果有：本专利技术针对红光micro LED的外延层难以剥离的难点，利用GaAs基板方便去除的特点，先在第一GaAs基板上，倒置生长外延层，然后引入第二GaAs基板，利用SiO2的键合工
艺，将外延片键合至第二GaAs基板上，然后再将第二GaAs基板保护住，同时去除第一GaAs基板，完成外延层的转移，再进行芯片工艺，之后采用临时键合的方法，利用临时键合胶将完成芯片工艺的基板，粘附在一块临时透明基板上，再去除第二GaAs基板。此时，在临时透明基板上的红光micro LED芯片是彼此分离的状态，并且只有外延层，这样红光micro LED芯片在进行巨量转移时，可以依照实际情况进行选择，该制作方法有效解决了红光micro LED芯片外延层转移的难点，良率高，成本低，对巨量转移工艺友好。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1. 一种红光micro LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：在第一GaAs基板上倒置生长AlGaInP LED外延层结构；将带有AlGaInP LED外延结构的外延片，与第二GaAs基板键合在一起；在第二GaAs基板表面沉积保护层，然后使用化学溶液腐蚀去除外延生长使用的第一GaAs基板；进行LED芯片前段工艺；将完成LED前段工艺的GaAs wafer，使用临时键合胶覆盖整个wafer表面，得到平整wafer表面；使用临时键合工艺，将wafer表面以及一临时基板粘结在一起；使用腐蚀液去除第二GaAs基板表面的保护层，然后使用化学溶液腐蚀去除第二GaAs基板和键合层；剥离micro LED芯粒，完成制作。2. 根据权利要求1所述的一种红光micro LED芯片的制作方法，其特征在于，在键合前，先在外延片和第二GaAs基板上各沉积2μm
‑
3μm的SiO2，并抛光、活化处理。3. 根据权利要求1所述的一种红光micro LED芯片的制作方法，其特征在于，键合的条件为：压力为14000kg
‑
15000kg，温度为450℃，压合30min。4. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊承，王克来，郑万乐，陈宝，
申请(专利权)人：南昌凯捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：