[01810911]一种具有回熔层的LED薄膜芯片的制备方法及结构

1、课题来源与背景 ①课题来源：自选 ②背景：目前GaN基LED薄膜的外延生长通常都是采用金属有机物化学气相沉积技术（MOCVD）在异质衬底上进行。上述生长衬底通常吸光且导热性能较差,因此对LED芯片的亮度和散热有很大影响。若采用薄膜转移技术将LED薄膜转移到导热、导电性能均较好的基板上并去除原生长衬底,则可有效地提高LED芯片的散热性能,还可以通过制备反射镜、表面粗化等方式大大提高LED芯片的出光效率。 由于目前商业化的GaN基LED薄膜通常生长在异质衬底上,而衬底与外延层之间存在较大晶格失配和热失配,从而在外延层中引入了较大应力。对于LED薄膜芯片的制备,由于需要去除原生长衬底,使得在此制备过程中LED薄膜的应力状态的变化更加复杂、难以控制。若LED薄膜中的残余应力过大,后续芯片制造的良率和可靠性将会受到较大的影响;若制得的LED芯片的残余应力过大,在芯片的使用过程中会受到温度引起的热胀冷缩的影响,芯片也很容易失效。因此在制备LED薄膜芯片时,如何有效地释放LED薄膜中的残余应力是亟需解决的一个技术难题。可采用多次转移的办法释放应力,但是带来了一些新的问题,如：芯片挪位问题（导致后续器件光刻等难于完全对准）和单颗芯片鼓包（导致芯片后续工艺破裂）等问题,这都会影响芯片的良率及可靠性。 2、技术简介与应用情况 本发明的第一个目的在于提供一种具有回熔层的LED薄膜芯片的制备方法,以有效释放LED薄膜中残余应力,提高了LED芯片的稳定性、可靠性、寿命和良率,降低生产成本。第二个目的在于提供一种LED薄膜芯片的结构,以有效释放LED薄膜中残余应力,提高了LED芯片的稳定性、可靠性、寿命和良率,降低生产成本。 本发明公开了一种具有回熔层的LED薄膜芯片的制备方法及结构,其特征是通过在LED薄膜的下方设计有由低熔点金属形成的回熔层,并在去除原生长衬底之后通过退火处理使回熔层熔化,使得LED薄膜在回熔层熔化过程中能够自平坦化,从而达到了充分释放LED薄膜中残余应力的效果,提高了LED芯片可靠性、稳定性和寿命。同时,本发明公开了由上述制备方法得到的结构,包括衬底,在所述衬底上设置有包括缓冲层、n型层、发光层和P型层在内的LED薄膜,在LED薄膜上依次沉积有反射接触层、阻挡层、稀释保护层、合金层,在所述合金层上设有基板正面保护层、基板、基板反面保护层和接触层。 本发明技术在芯片制造方面进行了创新,已应用于高光效绿光LED材料与芯片制造项目,整体研究成果在单面出光、光束质量及小电流密度下的光效等方面达到国际领先水平,具有重大推广应用价值。目前该技术已应用于硅衬底GaN基绿光LED芯片产品,用于特种微显示市场、国防先进飞机抬头显示器、舞台灯、景观亮化等领域,实现了高端绿光LED芯片的国产化,满足了国家重大工程需求,并获得了用户的广泛好评。