一种LED制备方法与待剥离LED结构技术

本申请提供了一种LED制备方法与待剥离LED结构，涉及半导体技术领域。首先提供一衬底，其中，衬底的一面上设置有周期性凸台结构，然后沿衬底制作第一掩膜层，其中，第一掩膜层包括凹陷区，凹陷区的底部露出衬底上的凸台结构，且凹陷区的底部宽度小于顶部宽度，再沿凹陷区内凸台结构的表面制作缓冲层，其中，缓冲层覆盖于凸台结构的表面，再沿凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层；其中，基板层与凸台结构之间形成生长空洞，再沿基板层的表面生长LED本体，再腐蚀第一掩膜层与基板层，以获取芯片本体，其中，芯片本体包括LED本体。本申请提供的LED制备方法与待剥离LED结构具有刻蚀速度更快且可靠性更好的效果。

A LED preparation method and led structure to be peeled off

【技术实现步骤摘要】
一种LED制备方法与待剥离LED结构
本申请涉及半导体
，具体而言，涉及一种LED制备方法与待剥离LED结构。
技术介绍
近年来半导体照明技术飞速发展，在高端照明的超大功率应用领域亦取得了长足的进步。目前，商业化LED照明用芯片主要是在蓝宝石衬底上制备，但是蓝宝石导热系数低，难以胜任大驱动电流的大功率照明应用，而普通倒装结构由于电极在同侧其电流的扩展效果不理想，因此在电流分布和散热技术上有巨大优势的垂直结构LED在超大功率应用上具有广阔的前景。目前，垂直结构LED的制备方式中，主要采用在蓝宝石衬底上外延并剥离衬底技术实现。然而，目前使用的湿法剥离技术一般直接采用腐蚀介质层的方案实现，但由于介质层数微米的厚度相比外延片数厘米甚至数十厘米的直径来讲差距巨大，因此其横向的腐蚀速度很慢。同时，由于目前生长质量最优的c面蓝宝石衬底上生长的氮化物外延一般靠近衬底面为N面，而常用的氮化物腐蚀液对N面的腐蚀速度极快，因此直接从介质腐蚀洞处腐蚀氮化物外延进行剥离，亦会出现还未腐蚀到里面的氮化物连接处时，边缘的外延层已经被腐蚀的情况，使得腐蚀可靠性比较差。综上，现有的湿法剥离技术中，存在横向腐蚀速率慢，且腐蚀可靠性差的问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种LED制备方法与待剥离LED结构，以解决现有技术中湿法剥离技术中存在的横向腐蚀速率慢，且腐蚀可靠性差的问题。为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：一方面，本申请实施例提供了一种LED制备方法，所述方法包括：提供一衬底，其中，所述衬底的一面上设置有周期性凸台结构；沿所述衬底制作第一掩膜层，其中，所述第一掩膜层包括凹陷区，所述凹陷区的底部露出所述衬底上的凸台结构，且所述凹陷区的底部宽度小于顶部宽度；沿所述凹陷区内凸台结构的表面制作缓冲层，其中，所述缓冲层覆盖于所述凸台结构的表面；沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层；其中，所述基板层与所述凸台结构之间形成生长空洞；沿所述基板层的表面生长LED本体；腐蚀所述第一掩膜层与所述基板层，以获取芯片本体，其中，所述芯片本体包括LED本体。进一步地，在所述沿所述凹陷区内的凸台结构的表面生长缓冲层的步骤之前，所述方法还包括:沿所述凹陷区内的衬底的表面制作至少一个第二掩膜层，其中，所述第二掩膜层与所述第一掩膜层连接；所述腐蚀所述第一掩膜层与所述基板层，以获取芯片本体的步骤包括：腐蚀所述第一掩膜层、第二掩膜层以及所述基板层，以获取芯片本体。进一步地，在所述沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层的步骤之后，所述方法还包括：沿所述基板层的表面沉积间隔设置的腐蚀中断层，其中，所述腐蚀中断层与所述第一掩膜层不连接；在所述基板层与所述腐蚀中断层的表面生长合并层；所述沿所述基板层的表面生长LED本体步骤包括：沿所述合并层的表面生长LED本体。进一步地，所述凹陷区包括第一倾斜区与第二倾斜区，且所述第一倾斜区与衬底法线的夹角大于所述第二倾斜区与衬底法线的夹角；所述沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层的步骤包括：沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层，直至所述基板层覆盖所述第一倾斜区；所述沿所述基板层的表面生长LED本体的步骤包括：沿所述基板层的表面依次生长N型半导体层、量子阱层以及P型半导体层，其中，所述N型半导体层、所述量子阱层以及所述P型半导体层均位于所述第二倾斜区内。进一步地，所述沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层的步骤包括：沿所述凸台结构的c面生成基板层，以使所述基板层与所述凸台结构之间形成生长空洞；其中，所述衬底材料的表面为c面，所述凸台结构中仅台面与所述衬底的c面平行。另一方面，本申请实施例还提供了一种待剥离LED结构，所述待剥离LED结构包括：衬底，其中，所述衬底的一面上设置有周期性凸台结构；与所述衬底连接的第一掩膜层；其中，所述第一掩膜层包括凹陷区，所述凹陷区的底部露出所述衬底上的凸台结构，且所述凹陷区的底部宽度小于顶部宽度；与衬底连接的缓冲层；其中，所述缓冲层覆盖于所述凸台结构的表面；与所述缓冲层连接的基板层；其中，所述基板层与所述凸台结构之间形成生长空洞；与所述基板层连接的LED本体。进一步地，所述待剥离LED结构还包括至少一个第二掩膜层，所述第二掩膜层设置于所述凹陷区内，且所述第二掩膜层与所述第一掩膜层连接。进一步地，所述待剥离LED结构还包括腐蚀中断层与合并层，所述腐蚀中断层间隔地与所述基板层连接，所述基板层覆盖于所述第二掩膜层上，所述合并层覆盖于所述基板层与所述腐蚀中断层上，所述LED本体与所述合并层远离所述衬底的一面连接，且所述腐蚀中断层与所述第一掩膜层不连接。进一步地，所述衬底上还设置有多个凹槽，所述多个凹槽的底部连通，所述第一掩膜层和/或所述第二掩膜层设置于所述凹槽内。进一步地，所述凹陷区包括第一倾斜区与第二倾斜区，且所述第一倾斜区与衬底法线的夹角大于所述第二倾斜区与衬底法线的夹角；所述LED本体包括N型半导体层、量子阱层以及P型半导体层，所述基板层、所述N型半导体层、所述量子阱层以及所述P型半导体层逐层连接；所述基板层覆盖所述第一倾斜区，所述N型半导体层、所述量子阱层以及所述P型半导体层均位于所述第二倾斜区内。相对于现有技术，本申请实施例具有以下有益效果：本申请提供了一种LED制备方法与待剥离LED结构，首先提供一衬底，其中，衬底的一面上设置有周期性凸台结构，然后沿衬底制作第一掩膜层，其中，第一掩膜层包括凹陷区，凹陷区的底部露出衬底上的凸台结构，且凹陷区的底部宽度小于顶部宽度，再沿凹陷区内凸台结构的表面制作缓冲层，其中，缓冲层覆盖于凸台结构的表面，再沿凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层；其中，基板层与凸台结构之间形成生长空洞，再沿基板层的表面生长LED本体，再腐蚀第一掩膜层与基板层，以获取芯片本体，其中，芯片本体包括LED本体。一方面，本专利技术采用了靠近衬底面宽度大、远离衬底面宽度小的掩膜设计，由于底面比上面大，尤其是底部大角度倾斜面的存在，在湿法刻蚀过程中有利于底面腐蚀液的横向扩散，从而更有利于与衬底面接触的氮化物的腐蚀。上部小角度倾斜面可以大幅提高后期芯片侧面钝化工艺中的钝化层厚度均匀性。另一方面，采用凸台状图形结合溅射缓冲层或凸台台面间沉积衬底表面掩膜的工艺可以使得氮化物基板层只从凸台的台面处开始生长，而且凸台是为周期性不连续设计，因此衬底图形和氮化物基板之间会形成完全连通的生长空洞，在进行湿法刻蚀过程中，腐蚀液能够进入生长空洞中，进而实现刻蚀速度更快，可靠性较好。为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED制备方法，其特征在于，所述方法包括：/n提供一衬底，其中，所述衬底的一面上设置有周期性凸台结构；/n沿所述衬底制作第一掩膜层，其中，所述第一掩膜层包括凹陷区，所述凹陷区的底部露出所述衬底上的凸台结构，且所述凹陷区的底部宽度小于顶部宽度；/n沿所述凹陷区内凸台结构的表面制作缓冲层，其中，所述缓冲层覆盖于所述凸台结构的表面；/n沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层；其中，所述基板层与所述凸台结构之间形成生长空洞；/n沿所述基板层的表面生长LED本体；/n腐蚀所述第一掩膜层与所述基板层，以获取芯片本体，其中，所述芯片本体包括LED本体。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED制备方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一衬底，其中，所述衬底的一面上设置有周期性凸台结构；
沿所述衬底制作第一掩膜层，其中，所述第一掩膜层包括凹陷区，所述凹陷区的底部露出所述衬底上的凸台结构，且所述凹陷区的底部宽度小于顶部宽度；
沿所述凹陷区内凸台结构的表面制作缓冲层，其中，所述缓冲层覆盖于所述凸台结构的表面；
沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层；其中，所述基板层与所述凸台结构之间形成生长空洞；
沿所述基板层的表面生长LED本体；
腐蚀所述第一掩膜层与所述基板层，以获取芯片本体，其中，所述芯片本体包括LED本体。


2.如权利要求1所述的LED制备方法，其特征在于，在所述沿所述凹陷区内的凸台结构的表面生长缓冲层的步骤之前，所述方法还包括:
沿所述凹陷区内的衬底的表面制作至少一个第二掩膜层，其中，所述第二掩膜层与所述第一掩膜层连接；
所述腐蚀所述第一掩膜层与所述基板层，以获取芯片本体的步骤包括：
腐蚀所述第一掩膜层、第二掩膜层以及所述基板层，以获取芯片本体。


3.如权利要求1所述的LED制备方法，其特征在于，在所述沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层的步骤之后，所述方法还包括：
沿所述基板层的表面沉积间隔设置的腐蚀中断层，其中，所述腐蚀中断层与所述第一掩膜层不连接；
在所述基板层与所述腐蚀中断层的表面生长合并层；
所述沿所述基板层的表面生长LED本体步骤包括：
沿所述合并层的表面生长LED本体。


4.如权利要求1所述的LED制备方法，其特征在于，所述凹陷区包括第一倾斜区与第二倾斜区，且所述第一倾斜区与衬底法线的夹角大于所述第二倾斜区与衬底法线的夹角；所述沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层的步骤包括：
沿所述凸台结构的台面上的缓冲层的表面生长基板层，直至所述基板层覆盖所述第一倾斜区；
所述沿所述基板层的表面生长LED本体的步骤包括：
沿所述基板层的表面依次生长N型半导体层、量子阱层以及P型半导体层，其中，所述N型半导体层、所述量子阱层以及所述P型半导体层均位于所述第二倾斜区...

【专利技术属性】
技术研发人员：张康，赵维，贺龙飞，何晨光，吴华龙，李成果，刘云洲，陈志涛，
申请(专利权)人：广东省半导体产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44