一种LED芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种LED芯片，包括：衬底；位于所述衬底上的外延层、欧姆接触层、第一粘结层、第一钎料阻挡层及混合层；位于所述混合层上的第二钎料阻挡层、第二粘结层及基板。在本实用新型专利技术提供的LED芯片中，避免或减少了贵金属的使用，从而降低了LED芯片制造成本，提供了价格低廉的LED芯片。此外，在本实用新型专利技术提供的LED芯片中，通过稳定的混合层作为键合连接的膜层，从而获得较佳的键和界面，得到了高质量的LED芯片。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体光电器件
，特别涉及ー种LED芯片。
技术介绍
在当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题。在照明领域，LED (Light Emitting Diode,发光二级管)的应用正吸引着世人的目光，LED作为ー种新型的緑色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED的应用中，LED芯片的制造是其中最为关键的ー个步骤，而芯片键合是LED芯片制造过程中优选的ー个エ艺过程。芯片键合主要是指在两种衬底/基板上生长相应的金属层，然后通过一定的外界条件使两种衬底上生长的金属层粘合在一起。 目前，对于GaN基外延层都是在同质或异质衬底上通过外延エ艺生长，然而若不将外延层转移到其它衬底上，则无论从应カ的释放、光的吸收、散热等方面都会对器件造成影响，使其发光效率较低。若将GaN基外延层通过芯片键合转移到散热性好，膨胀系数相近的基板上，不仅能提高器件的可靠性，还能避免异质衬底对光的吸收，显著提高光強，更利于满足固态照明对LED可靠性和光强的需求。目前，LED芯片转移方式大多采用固态Au-Au扩散键合或者Au-Sn共晶键合，且Au层的厚度至少需要I微米，而Au-Sn共晶键合的共晶温度需要280°C左右，这样后面LED芯片的制造エ艺和焊线都不能超过这个温度，导致エ艺窗ロ狭窄。以上无论采用固相Au-Au扩散键合或者Au-Sn共晶键合，所使用的Au含量至少70%以上，而Au作为贵金属，会大幅度増加制造成本，阻碍LED进入照明领域。针对以上问题，有必要寻找ー种更便宜的LED芯片。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种LED芯片，以解决现有的LED芯片价格昂贵的问题。为解决上述技术问题，本技术提供ー种LED芯片，包括衬底；位于所述衬底上的外延层、欧姆接触层、第一粘结层、第一钎料阻挡层及混合层；位于所述混合层上的第二钎料阻挡层、第二粘结层及基板。可选的，在所述的LED芯片中，所述混合层在600°C以下物化性能稳定。可选的，在所述的LED芯片中，所述混合层的材料为合金。可选的，在所述的LED芯片中，所述混合层的材料为NixSrvx, NixIrvx, CuxSrvxCrxIrvx 或 TixIn1Y可选的，在所述的LED芯片中，所述第一钎料阻挡层及第ニ钎料阻挡层的材料为Pt、Ni、TiW、W、TiN和TiWN中的一种或组合。可选的，在所述的LED芯片中，所述第一粘结层和第二粘结层的材料为Ti、Cr或Ni。可选的，在所述的LED芯片中，在所述欧姆接触层和第一粘结层之间还形成有反射镜层和/或反射镜阻挡层。可选的，在所述的LED芯片中，所述LED芯片的结构为垂直结构或者倒装结构。与现有技术相比，在本技术提供的LED芯片中，避免或減少了贵金属的使用，从而降低了 LED芯片制造成本，提供了价格低廉的LED芯片。此外，在本技术提供的LED芯片中，通过稳定的混合层作为键合连接的膜层，从而获得较佳的键和界面，得到了高质量的LED芯片。附图说明图I是本技术实施例的LED芯片键合方法的流程示意图；图2a 2e是本技术实施例一的LED芯片键合方法中的器件剖面示意图；图3是本技术实施例ニ的LED芯片键合方法中的器件剖面示意图；图4是本技术实施例三的LED芯片键合方法中的器件剖面示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的LED芯片作进一歩详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。请參考图1，其为本技术实施例的LED芯片键合方法的流程示意图。如图I所示，所述LED芯片键合方法包括如下步骤S10:提供衬底，所述衬底上顺次形成有外延层、欧姆接触层、第一粘结层、第一钎料阻挡层及第一键合层；Sll :提供基板，所述基板上顺次形成有第二粘结层、第二钎料阻挡层及第ニ键合层；S12 :在第一键合层表面和/或第二键合层表面形成钎料层，所述钎料层的材料为金属或者合金；S13:将所述衬底与基板贴合，其中，所述钎料层的表面为贴合面，直至所述钎料层完全扩散至所述第一键合层及第ニ键合层。其中，该LED芯片键合方法既可用于垂直结构的LED芯片制造，形成垂直结构的LED芯片；也可用于倒装结构的LED芯片制造，形成倒装结构的LED芯片。接着，将通过如下三个实施例予以进ー步说明。实施例一请參考图2a 2e，其为是本技术实施例一的LED芯片键合方法中的器件剖面示意图。首先，如图2a所示，提供衬底20，所述衬底20上顺次形成有外延层20a、欧姆接触层20b、第一粘结层20c、第一钎料阻挡层20d及第一键合层20e。优选的，所述衬底20的材料为GaN，所述外延层20a为GaN基外延层，所述外延层20a通过外延工艺形成。在本技术的其他实施例中，所述衬底20的材料也可以为硅、碳化硅、GaAs、AlN或者ZnO等。在本实施例中，所述第一粘结层20c的材料为Ti，其厚度为30nnT70nm，优选的，所述第一粘结层20c的厚度为50nm。所述第一钎料阻挡层20d的材料为Pt，其厚度为150nnT250nm,优选的,所述第一钎料阻挡层20d的厚度为200nm。所述第一键合层20e的材料为Ni，其厚度为O. 8微米 I. 2微米，优选的，所述第一键合层20e的厚度为I微米。其中，所述欧姆接触层20b、第一粘结层20c、第一钎料阻挡层20d及第一键合层20e均可通过热蒸发、电子束蒸发、溅射、电镀或喷涂的方式形成。所述外延层20a可通过MOCVD (Metal-organic Chemical Vapor Deposition,金属有机化合物化学气相沉积)工艺形成。接着，如图2b所示，提供基板21，所述基板21上顺次形成有第二粘结层21a、第二钎料阻挡层21b及第二键合层21c。在本实施例中，所述第二粘结层21a的材料为Ti，其厚 度为30nnT70nm,优选的,所述第一粘结层20c的厚度为50nm。所述第二钎料阻挡层21b的材料为Pt，其厚度为150nnT250nm，优选的，所述第一钎料阻挡层20d的厚度为200nm。所述第二键合层21c的材料为Ni，其厚度为O. 8微米 I. 2微米，优选的，所述第一键合层20e的厚度为I微米。其中，所述第二粘结层21a、第二钎料阻挡层21b及第二键合层21c均可通过热蒸发、电子束蒸发、溅射、电镀或喷涂的方式形成。接着，如图2c所示，在所述第一键合层20e表面形成钎料层22，在此，所述钎料层22的材料为Sn，其厚度为300nnT700nm，优选的，所述钎料层22的厚度为500nm。该钎料层22可通过热蒸发、电子束蒸发、溅射、电镀或喷涂的方式形成。接着，如图2d所示，将所述衬底20与基板21贴合，其中，所述钎料层22的表面为贴合面。即，在此将所述钎料层22的表面与所述第二键合层21c的表面贴合。具体的，在Sn (钎料层22的材料)的熔点温度之上执行该工艺步骤。优选的，在280°C下，真空环境中，IT的压力下执行该工艺步骤。该工艺步骤将持续一定时间，直至所述钎料层22完全扩散至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底；位于所述衬底上的外延层、欧姆接触层、第一粘结层、第一钎料阻挡层及混合层；位于所述混合层上的第二钎料阻挡层、第二粘结层及基板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：封飞飞，张昊翔，金豫浙，万远涛，李东昇，江忠永，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：