[发明专利]一种发光器件芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED领域，特别是指一种发光器件芯片及其制造方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。