一种在led外延片上电镀铜的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及电镀铜的方法，尤其涉及一种在LED外延片上电镀铜的方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)作为一种新型固体照明光源和绿色光源，具有体积小、耗电量低、环保、使用寿命长等突出特点，在室外照明、商业照明以及装饰工程等领域都具有广泛的应用。
[0003]目前，Si衬底LED芯片已逐步产业化。但由于Si衬底本身对光的吸收率达90%，极大降低了LED芯片的光提取效率;同时Si衬底的导热性能不及金属，芯片的散热性能可以进一步提升，以及Si衬底吸光，这些问题限制了Si衬底LED的应用。在提高LED芯片性能的方法中，应用较普遍而且有效的是采用基板转移技术制作垂直结构LED芯片，采用基板转移技术后的垂直结构LED芯片的光提取效率与转移前相比可提高3倍左右，同时新基板优良的导电性可以实现垂直结构芯片，并保证芯片产生的热量被及时传递出去，大大降低结温。
[0004]铜由于成本低、散热好(397W/mK)、反光率高等优点，常被用来作为转移技术的新基板。目前常用的转移基板的技术为bonding和电镀。bonding铜工艺发展较为成熟，但bonding对实验条件要求十分苛刻，且面临前期准备较复杂，成本过高等问题，很大程度上阻碍了垂直结构LED的产业化发展。相对于bonding，电镀技术成本更低，且实验可控性强，对周围实验环境要求较低，更适合应用于LED的基板转移技术。传统的电镀技术，由于芯片电极蒸镀过程中会有原子杂乱无章排布的情况出现，极易引起边缘铜附着、毛刺等现象，由于表面及背面不平整，极大影响了后续衬底剥离过程的前处理工艺，进而影响衬底剥离的成功率。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种在LED外延片上电镀铜的方法，该方法工艺简单，且电镀得到的铜层无铜肩附着、无毛刺、表面均匀性好、平整性好、粗糙度低，具有较高的光提取效率。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种在LED外延片上电镀铜的方法，包括以下步骤:
[0008](I)在外延片表面依次蒸镀Cr层、Pt层和Au层，得到复合基板；
[0009](2)分别采用丙酮、乙醇和去离子水对所述复合基板进行清洗0.5-2min，再用浓度为5%-10%H2S04进行表面活化；
[0010](3)利用UV膜对复合基板的背面进行包覆；
[0011](4)将含磷0.04-0.065的％的磷铜阳极黑化1-51!，然后进行清洗，所用清洗溶液由摩尔比为I: 10-1:2的(NH4)2S2O8和H2SO4组成；
[0012](5)将经步骤(3)处理的复合基板和经步骤(4)处理的磷铜阳极放入电镀液中进行电镀，所述磷铜阳极作为阳极，所述复合基板作为阴极;电镀完成后，得到电镀样品。
[0013](6)对电镀样品进行清洗，去除残余的电镀液，然后取下UV膜，得到镀铜层。
[0014]优选的，在步骤(I)中，所述外延片为GaN外延片。
[0015]优选的，在步骤(I)中，所述Cr层和Pt层的厚度均为30-50nm，所述Au层的厚度为800-1000nmo
[0016]优选的，在步骤(2)中，采用浓度为5%_10%H2S04对所述复合基板进行表面活化Imin0
[0017]优选的，在步骤(3)中，所述UV膜为型号为HYS-0910的UV膜。
[0018]优选的，在步骤(3)中，所述UV膜的面积比复合基板大O-lOcm2。
[0019]优选的，在步骤(5)中，所述电镀液包括硫酸铜、硫酸、氯化铜、添加剂和水;所述电镀液中，硫酸铜的浓度为120-150g/L、硫酸的浓度为150-220g/L、氯化铜的浓度为60-75ppm、添加剂的浓度为lml/L。
[0020]优选的，在步骤(5)中，所述添加剂为主光剂和活性剂，均由日本大和公司生产。
[0021]优选的，在步骤(5)中，所述电镀的条件为:温度20-26°C、搅拌速度120-180rad/min、阴阳极间夹角80° -100°，阴极电流密度为1-5A/dm2，电镀时间3_6小时。
[0022]优选的，在步骤(6)中，清洗后的样品经波长365nm的紫外灯曝光10-15S即可轻松撕下UV膜，得到镀铜层。
[0023]相比现有技术，本发明的有益效果在于:
[0024](I)本发明的制备方法获得的镀铜层与外延片的结合处组织致密，阻断了由于各电极层导电引起的边缘毛刺效应，使得缺陷不易形成，得到的镀铜层导电导热性良好，克服了传统电镀方法造成的样品边缘大量铜附着的现象，本发明制得的样品表面粗糙度可达7nm0
[0025](2)本发明的制备方法工艺简单，且在常温下进行，易操作，实验可控性好，价格便宜，有利于降低生产成本。
[0026](3)本发明的制备方法可快速镀出高质量的桃色铜层，在此基础上得到的垂直结构LED芯片，其光提取效率提高3倍，成品率也有明显提升。
【附图说明】
[0027]图1是实施例1电镀铜装置的示意图。
[0028]图2是实施例1及对比例I制备的镀铜层的实物对比图。
[0029]图3是实施例1制备的镀铜层原子力显微镜扫描(AFM)图。
[0030]其中:1、电解槽;2、电镀液;3、磷铜阳极;4、GaN外延片；
[0031]A、实施例1制备的镀铜层的实物图；
[0032]B、对比例I制备的镀铜层的实物图。
【具体实施方式】
[0033 ]下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
[0034]实施例1
[0035]本实施例在LED外延片上电镀铜的方法，包括以下步骤:
[0036](I)在GaN外延片表面依次蒸镀Cr层、Pt层和Au层，得到复合基板;所述Cr层和Pt层的厚度均为30-50nm，所述Au层的厚度为800_1000nm ；
[0037](2)采用丙酮、乙醇和去离子水分别清洗所述复合基板1.5min、1.5min、Imin，达到去油效果后，再用浓度为10%的出504进行表面活化Imin。
[0038](3)利用UV膜将复合基板的背面进行包覆，其面积比复合基板大5cm2;
[0039](4)将含磷0.065?〖％的磷铜阳极黑化3h，然后进行清洗，所用清洗溶液由摩尔比为1:5的(NH4)2S2O8和H2SO4组成；
[0040](5)将经步骤(3)处理的复合基板和经步骤(4)处理的磷铜阳极放入电镀液中进行电镀，所述磷铜阳极作为阳极，所述复合基板作为阴极；
[°041 ]电镀液的成分为:硫酸铜120g/L、硫酸180g/L、氯化铜60ppm、添加剂lml/L;所述添加剂为主光剂和活性剂，均由日本大和公司生产；电镀条件为:温度24°C、搅拌速度120rad/min、阴阳极夹角为90°、电镀时间为3h、电流密度3A/dm2;
[0042](6)将经步骤(5)处理后的复合基板进行清洗，去除电镀液后，再用波长为365nm的紫外灯照射，曝光1s后撕去UV膜，即可得到厚度为60μπι的桃色铜层。
[0043]如图1所示，是实施例1电镀铜装置的示意图。包括含有电镀液2的电解槽1、用作阳极的磷铜阳极3和用作阴极的GaN外延片4。
[0044]图2是实施例1及对比例I制备的镀铜层的实物对比图。由图可知实施例1制备的镀铜层表面无铜肩附着且边缘几乎无毛刺产生。
[0045]图3是实施例1制备的镀铜层的AFM图。图中测试结果表明镀铜层具有良好的平整度以及极小的粗糙度，显示了其具有良好的性能。
[0046]实施例2
[0047]本实施例在LED外延片上电镀铜的方法，包括以下步骤:
[0048