一种发光器件芯片及其制造方法技术

本发明专利技术提出了一种发光器件芯片及其制造方法，其中一种发光器件芯片包括：自下而上依次为透明衬底、外延层N区、N面电极、有源区、外延层P区和P面电极，所述透明衬底通过第二键合介质与所述外延层N层结合，所述透明衬底通过生长衬底的转换方式形成。本发明专利技术的生长衬底的As不会带入发光器件制备的后续工艺流程，降低工业废水的污染治理成本；透明衬底对光没有吸收性，能够降低发光损耗，增加发光器件芯片的整体出光效率；同时生长衬底可以重复利用，降低生产成本，使得其具有明显的技术先进性和良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED领域，特别是指一种发光器件芯片及其制造方法。
技术介绍
现有发光器件的芯片的制备过程中，将生长衬底一次性使用，或者将其直接作为芯片的衬底形成产品，或者将其磨薄后随芯片形成产品。生长衬底大都作为芯片产品的一部分。目前使用的红黄光芯片生长衬底是GaAs，使用这种生长衬底的芯片产品则会含砷。在使用这种生长衬底的芯片的制备过程中，如果应用了生长衬底减薄工艺，则工业废水中将含有GaAs颗粒，增加了工业废水的污染，同时提高了企业排污和废水处理的成本。并且，由于GaAs是非透明材料，将影响此类形成的芯片的出光效率。其中采用的腐蚀停止层腐蚀速度慢，且消除不彻底，需要增加后续复杂的清除工艺。
技术实现思路
本专利技术提出一种发光器件芯片及其制造方法，解决了现有技术中生长衬底对发光器件芯片出光效率的影响及其带来的环境污染问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种发光器件芯片，包括：自下而上依次为透明衬底、外延层N区、N面电极、有源区、外延层P区和P面电极，所述透明衬底通过第二键合介质与所述外延层N层结合，所述透明衬底通过生长衬底的转换方式形成。进一步地，所述生长衬底包括预置转换层；所述预置转换层能够将所述生长衬底转换为所述透明衬底。进一步地，所述预置转换层通过外延生长方式自下而上依次形成所述外延层N区、所述有源区和所述外延层P区；所述N面电极和所述P面电极经过光刻、蒸镀和剥离制成，或者经过蒸镀、光刻和刻蚀制成。优选地，还包括支撑衬底；所述外延层P区通过粘附方式形成粘合层，所述粘合层附接所述支撑衬底；或者所述外延层P区通过第一键合介质结合所述支撑衬底；所述支撑衬底和所述透明衬底具体为蓝宝石衬底或石英衬底。进一步地，所述第一键合介质能够被去光阻剂溶解，所述去光阻剂具体为丙酮。优选地，所述第一键合介质为光阻剂，所述光阻剂具体为有机胶介质；所述第二键合介质具体为SiO2、ITO或Si3N4介质。进一步地，所述预置转换层能够被腐蚀液选择性消除；所述腐蚀液具体为HF或BOE。优选地，所述生长衬底包括GaAs；所述预置转换层包括AlAs。一种发光器件芯片的制造方法，包括如下步骤：a）所述生长衬底依次外延生长预置转换层、外延层N区、有源区和外延层P区；b）利用腐蚀液腐蚀所述预置转换层，同时通过机械牵引的方式整体分离所述外延层N区、所述有源区和所述外延层P区；c）分离后剩余的所述生长衬底经过表面处理步骤之后，进行再利用；d）将整体分离后获得的所述外延层N区经过表面处理步骤之后，通过第二键合介质结合所述透明衬底；e）经过光刻、蒸镀和剥离三个操作，或者经过蒸镀、光刻和刻蚀三个操作分别在所述外延层N区和所述外延层P区形成所述N面电极和所述P面电极；f）所述透明衬底通过研磨方式减薄。优选地，一种发光器件芯片的制造方法，包括如下步骤：1）所述生长衬底依次外延生长预置转换层、外延层N区、有源区和外延层P区；2）所述外延层P区表面通过粘附的方式形成粘合层，所述粘合层附接支撑衬底，或者所述外延层P区通过第一键合介质结合所述支撑衬底；3）利用腐蚀液腐蚀所述预置转换层，同时通过机械牵引的方式整体分离所述外延层N区、所述有源区、所述外延层P区、所述支撑衬底和所述粘合层，或者所述第一键合介质；4）分离后剩余的所述生长衬底经过表面处理步骤之后，进行再利用；5）整体分离后获得的所述外延层N区经过表面处理步骤之后，通过第二键合介质结合所述透明衬底；6）通过有机溶剂溶解法消除所述粘合层或所述第一键合介质，同时移除所述支撑衬底；7）经过光刻、蒸镀和剥离三个操作，或者经过蒸镀、光刻和刻蚀三个操作分别在所述外延层N区和所述外延层P区形成所述N面电极和所述P面电极；8）所述透明衬底通过研磨方式减薄。优选地，所述步骤6）在50℃～100℃的温度范围内执行。优选地，所述透明衬底与所述第二键合介质的结合操作在18℃～110℃的温度范围内、450kPa～1500kPa的压强范围内执行；所述透明衬底的剩余厚度范围为90～500μm。优选地，所述刻蚀具体为干法刻蚀或者湿法刻蚀，使用选择性的和/或各向异性的刻蚀法来执行；所述表面处理步骤至多包括抛光步骤、检测步骤以及位于所述抛光步骤之前和/或之后的清洗步骤，所述抛光步骤具体为化学抛光或机械抛光；所述清洗步骤具体为所述腐蚀液清洗或者水清洗；所述检测步骤具体为光滑度检测和表面清洁度检测。本专利技术的有益效果为：1、生长衬底的As不会带入发光器件制备的后续工艺流程，降低工业废水的污染治理成本；2、透明衬底对光没有吸收性，能够降低发光损耗，增加发光器件芯片的整体出光效率；3、生长衬底可以重复利用，降低生产成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为现有技术常规衬底外延片结构示意图；图2为本专利技术步骤1）所得结构示意图；图3为本专利技术一种发光器件芯片制造方法一个实施例的流程示意图；图4为本专利技术一种发光器件芯片制造方法另一个实施例的流程示意图；图5为本专利技术步骤2）所得结构示意图；图6为本专利技术步骤3）所得结构示意图；图7为本专利技术步骤5）所得结构示意图；图8为本专利技术步骤6）所得结构示意图；图9为本专利技术发光器件芯片示意图。图中：1、生长衬底；2-1、腐蚀停止层；2-2、预置转换层；3、外延层N区；4、有源区；5、外延层P区；6、第一键合介质；7、支撑衬底；8、透明衬底；9、第二键合介质；10、P面电极；11、N面电极。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图2和图9所示，本专利技术一种发光器件芯片，包括：自下而上依次为透明衬底8、外延层N区3、N面电极11、有源区4、外延层P区5和P面电极10，透明衬底8通过第二键合介质9与外延层N层3结合，透明衬底8通过生长衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件芯片，其特征在于，包括：自下而上依次为透明衬底、外延层N区、N面电极、有源区、外延层P区和P面电极，所述透明衬底通过第二键合介质与所述外延层N层结合，所述透明衬底通过生长衬底的转换方式形成。

【技术特征摘要】
1.一种发光器件芯片，其特征在于，包括：自下而上依次为透明衬底、外
延层N区、N面电极、有源区、外延层P区和P面电极，所述透明衬底通过第
二键合介质与所述外延层N层结合，所述透明衬底通过生长衬底的转换方式形
成。
2.根据权利要求1所述的一种发光器件芯片，其特征在于，所述生长衬底
包括预置转换层；所述预置转换层能够将所述生长衬底转换为所述透明衬底。
3.根据权利要求2所述的一种发光器件芯片，其特征在于，所述预置转换
层通过外延生长方式自下而上依次形成所述外延层N区、所述有源区和所述外
延层P区；所述N面电极和所述P面电极经过光刻、蒸镀和剥离制成，或者经
过蒸镀、光刻和刻蚀制成。
4.根据权利要求3所述的一种发光器件芯片，其特征在于，还包括支撑衬
底；所述外延层P区通过粘附方式形成粘合层，所述粘合层附接所述支撑衬底；
或者所述外延层P区通过第一键合介质结合所述支撑衬底；所述支撑衬底和所
述透明衬底具体为蓝宝石衬底或石英衬底。
5.根据权利要求4所述的一种发光器件芯片，其特征在于，所述第一键合
介质能够被去光阻剂溶解，所述去光阻剂具体为丙酮。
6.根据权利要求5所述的一种发光器件芯片，其特征在于，所述第一键合
介质为光阻剂，所述光阻剂具体为有机胶介质；所述第二键合介质具体为SiO2、
ITO或Si3N4介质。
7.根据权利要求2所述的一种发光器件芯片，其特征在于，所述预置转换
层能够被腐蚀液选择性消除；所述腐蚀液具体为HF或BOE。
8.根据权利要求2～7任一项所述的一种发光器件芯片，其特征在于，所述
生长衬底包括GaAs；所述预置转换层包括AlAs。
9.一种权利要求2所述的发光器件芯片的制造方法，其特征在于，包括如
下步骤：
a）所述生长衬底依次外延生长预置转换层、外延层N区、有源区和外延层
P区；
b）利用腐蚀液腐蚀所述预置转换层，同时通过机械牵引的方式整体分离所
述外延层N区、所述有源区和所述外延层P区；
c）分离后剩余的所述生长衬底经过表面处理步骤之后，进行再利用；
d）将整体分离后获得的所述外延层N区经过表面处理步骤之后，通过第二
键合介质结合所述透明衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉鹏，
申请(专利权)人：北京太时芯光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：