濕法剝離中防止氮化鎵基垂直led襯底被腐蝕的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及LED制造技術(shù)，具體涉及濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯底被腐蝕的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，多數(shù)發(fā)光二極管(LightEmitting D1de,LED)的外延層是在藍(lán)寶石襯底上制備的。該制備工藝復(fù)雜，需要采用價(jià)格昂貴的激光剝離設(shè)備，生產(chǎn)成本高。為了降低生產(chǎn)成本，人們開始采用單晶硅作為襯底來(lái)生長(zhǎng)氮化鎵基化合物半導(dǎo)體材料來(lái)滿足不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)需求。Si材料是目前價(jià)格最便宜，可獲得尺寸最大、器件工藝較成熟的半導(dǎo)體材料。與藍(lán)寶石相比，Si熱導(dǎo)率高、導(dǎo)電性好，可制備垂直結(jié)構(gòu)，更適合大功率LED設(shè)備。
[0003]以硅為襯底的GaN基半導(dǎo)體發(fā)光器件，如LED中，為了消除硅襯底對(duì)光的s吸收，必須將半導(dǎo)體器件的有源部分與硅襯底剝離，再將有源部分轉(zhuǎn)移到導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能更好的金屬襯底上，以獲得性能更優(yōu)良的垂直結(jié)構(gòu)器件。
[0004]將硅襯底剝離去除的技術(shù)中，酸腐蝕法即濕法剝離法是一種有效而簡(jiǎn)便的方法，可大幅度降低生產(chǎn)成本，而該技術(shù)目前最主要的技術(shù)難題是對(duì)金屬襯底進(jìn)行有效的保護(hù)，防止金屬襯底在酸腐蝕溶液中被腐蝕，若不對(duì)金屬襯底進(jìn)行保護(hù)則無(wú)法制備結(jié)構(gòu)完整的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光器件。
[0005]為了解決上述的技術(shù)難題，本發(fā)明人使用光刻膠保護(hù)金屬襯底，在保證金屬襯底完整的同時(shí)方便高效地將半導(dǎo)體器件例如氮化鎵基垂直LED片有源層從硅襯底完整剝離，從而順利實(shí)現(xiàn)氮化鎵基垂直LED片有源層從硅襯底向金屬襯底的轉(zhuǎn)移，為成功制備氮化鎵基垂直LED片芯片奠定了基礎(chǔ)，而且這種方法可大大降低半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯底被腐蝕的方法。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯底被腐蝕的方法，包括以下步驟:
[0009]I)清洗:將氮化鎵基垂直LED片依次置于丙酮、乙醇、去離子水中超聲清洗;取出后經(jīng)去離子水清洗，用氮?dú)獯蹈?該氮化鎵基垂直LED片自下至上依次由硅襯底、LED外延層和金屬襯底復(fù)合而成；
[0010]2)旋涂表面處理劑:在金屬襯底面中心滴加表面處理劑，以100rpm預(yù)轉(zhuǎn)后再以3000rpm旋轉(zhuǎn)使表面處理劑在金屬襯底上分散均勻；
[0011]3)旋涂光刻膠:在金屬襯底面中心滴加正性光刻膠，以100rpm預(yù)轉(zhuǎn)后再以3000rpm旋轉(zhuǎn)使正性光刻膠在金屬襯底上分散均勻；
[0012]4)刷涂光刻膠:用刷子將金屬襯底的側(cè)面刷上正性光刻膠;使金屬襯底側(cè)面封口；
[0013]5)烘干:將步驟4)處理后的氮化鎵基垂直LED片先于105-115°C干燥后再于135-145 °C烘干。
[0014]作為優(yōu)選，步驟2)中，使用勻膠機(jī)旋涂表面處理劑，將氮化鎵基垂直LED片以金屬襯底朝上的方式吸附于勻膠機(jī)吸盤。
[0015]作為優(yōu)選，步驟2)中，所述表面處理劑為六甲基二硅胺。
[0016]作為優(yōu)選，步驟2)中，表面處理劑的旋涂量為l-2mL/cm2。
[0017]作為優(yōu)選，步驟3)中，光刻膠的旋涂量為3-4mL/cm2。
[0018]作為優(yōu)選，驟5)后還包括步驟6)濕法剝離:采用以氫氟酸和硝酸按I: 2的體積比混合硅腐蝕液將硅襯底剝離，取出。
[0019]作為優(yōu)選，步驟6)后還包括步驟7)去光刻膠:采用正膠去膜劑超聲振蕩去膠，清洗，干燥。
[0020]作為優(yōu)選，步驟7)中，所述正膠去膜劑為KMPST600。
[0021]作為優(yōu)選，步驟7)中，將步驟6)處理后的氮化鎵基垂直LED片放入KMP ST600中于70-85 0C超聲15-30min ；再放入到丙酮中于40-45 V超聲10_20min ；再放入到異丙醇中于45-55°C 超聲 15-20min。
[0022]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]I)本發(fā)明使用的原料均可市售，原料成本低廉；
[0024]2)本發(fā)明使用的光刻膠耐酸腐蝕，粘性好，在酸腐蝕液中不易脫落，能有效保護(hù)金屬襯底使得硅襯底能完整均勻地被剝離，相對(duì)比現(xiàn)有濕法腐蝕的其他保護(hù)方案具有工藝成熟，更易去除且去除徹底的優(yōu)點(diǎn)；
[0025]3)本發(fā)明采用光刻膠對(duì)金屬襯底進(jìn)行保護(hù)，還具有一定的支撐作用，相對(duì)比現(xiàn)有的濕法腐蝕保護(hù)方案(如UV膜保護(hù)方案)能更有效地防止外延層的翹曲，減少了裂紋的產(chǎn)生。
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為經(jīng)實(shí)施例1方法處理后的氮化鎵基垂直LED片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]附圖標(biāo)記中:1、硅襯底;2、LED外延層;3、金屬襯底;4、表面處理劑層;5、光刻膠層。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本發(fā)明提供濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯底被腐蝕的方法，本申請(qǐng)中，如未特殊說(shuō)明，所記載的“上”、“下”、“側(cè)”等方位指示詞應(yīng)理解為附圖的方向。
[0030]該方法用于防止氮化鎵基垂直LED片在氫氟酸和硝酸組成的混合硅腐蝕液濕法剝離中不被腐蝕，該氮化鎵基垂直LED片自下至上依次由硅襯底1、LED外延層2和金屬襯底3復(fù)合而成;該方法依次包括清洗、旋涂表面處理劑和光刻膠、刷涂光刻膠和烘干，以在金屬襯底層上依次形成表面處理劑層4以及在該氮化鎵基垂直LED片外形成光刻膠層5。
[0031]具體地，該濕法剝離中防止氮化鎵基垂直LED襯底被腐蝕的方法，包括以下步驟:
[0032]I)清洗:將氮化鎵基垂直LED片依次置于丙酮、乙醇、去離子水中超聲清洗;取出后經(jīng)去離子水清洗，用氮?dú)獯蹈?如圖1所示，該氮化鎵基垂直LED片自下至上依次由硅襯底、LED外延層和金屬襯底復(fù)合而成;其中，LED外延層自下至上依次包括緩沖層、外延層和金屬反射層;采用依次經(jīng)過(guò)丙酮、乙醇和水超聲的方式，方便依次清除金屬襯底表面的非極