一种提高发光器件芯片散热效率的方法
【专利摘要】本发明提出了一种提高发光器件芯片散热效率的方法，包括如下步骤：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；蒸镀BeAu、退火、光刻和刻蚀制作P电极；利用腐蚀液腐蚀预置转换层；生长衬底经过表面处理步骤之后，进行再利用；外延层N区经过表面处理步骤之后，进行蒸镀GeAu、光刻和刻蚀制作N电极；通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备介质层和银镜，通过电镀方式制备铜衬底。本发明的反射衬底能够提高散热性能；同时生长衬底可以重复利用，生长衬底的As不会带入发光器件制备的后续工艺流程，降低生产成本，使得其具有明显的技术先进性和良好的经济效益。
【专利说明】一种提高发光器件芯片散热效率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED领域，特别是指一种提高发光器件芯片散热效率的方法。
【背景技术】
[0002]现有发光器件芯片的制备过程中，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。
[0003]目前常规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。由于GaAs导热能力差，将影响形成的芯片的散热效率。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种提高发光器件芯片散热效率的方法，解决了现有技术中现有技术中生长衬底对发光器件芯片散热效率的影响的问题。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:一种提高发光器件芯片散热效率的方法，包括如下步骤:
[0006]a)生长衬底依次外延生长形成预置转换层、外延层N区、有源区和外延层P区；
[0007]b)经步骤a)所得外延片进行蒸镀BeAu、退火、光刻和刻蚀制作P电极；
[0008]c)经步骤b)所得外延片利用腐蚀液腐蚀所述预置转换层；
[0009]d)经步骤c)所得所述生长衬底经过表面处理步骤之后，进行再利用；
[0010]e)经步骤c)所得所述外延层N区经过表面处理步骤之后，进行蒸镀GeAu、光刻和刻蚀制作N电极；
[0011]f)将步骤e)所得外延片通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备介质层和银镜，通过电镀方式制备铜衬底。
[0012]优选地，所述退火在450°C?500°C的温度范围内进行；所述退火的时间范围为5min ?20mino
[0013]优选地，所述刻蚀具体为干法刻蚀或者湿法刻蚀，使用选择性的和/或各向异性的刻蚀法来执行；所述表面处理步骤至多包括抛光步骤、检测步骤以及位于所述抛光步骤之前和/或之后的清洗步骤，所述抛光步骤具体为化学抛光或机械抛光；所述清洗步骤具体为腐蚀液清洗或者水清洗；所述检测步骤具体为光滑度检测和表面清洁度检测。
[0014]优选地，所述介质层、所述银镜和所述铜衬底构成反射衬底；所述预置转换层能够将所述生长衬底转换为所述反射衬底。
[0015]优选地，所述介质层包括Si02、ITO或Si3N4，所述铜衬底厚度范围为70μπι?150 μ m0
[0016]优选地，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Β0Ε。[0017]优选地，所述生长衬底包括GaAs。
[0018]优选地，所述预置转换层包括AlAs。
[0019]本发明的有益效果为:
[0020]I)反射衬底具有良好的散热性能；
[0021]2)生长衬底可以重复利用，节省成本；
[0022]3)生长衬底的As不会带入发光器件制备的后续工艺流程，降低工业废水的污染治理成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本发明步骤a)所得结构示意图；
[0025]图2为本发明一种提高发光器件芯片散热效率的方法一个实施例的流程示意图；
[0026]图3为本发明步骤c)所得结构示意图；
[0027]图4为本发明步骤f )所得结构示意图；
[0028]图中:
[0029]1、生长衬底；2、预置转换层；3、外延层N区；4、有源区；5、外延层P区；6、P电极；
7、N电极；8、介质层；9、银镜；10、铜衬底。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]实施例1
[0032]如图1?4所示，本发明一种提高发光器件芯片散热效率的方法，包括如下步骤:
[0033]a)生长衬底I依次外延生长预置转换层2、外延层N区3、有源区4和外延层P区5 ；
[0034]b)经步骤a)所得外延片进行蒸镀BeAu、退火、光刻和刻蚀制作P电极6 ;
[0035]c)经步骤b)所得外延片利用腐蚀液腐蚀预置转换层2 ；
[0036]d)经步骤c)所得生长衬底I经过表面处理步骤之后，进行再利用；
[0037]e)经步骤c)所得外延层N区3经过表面处理步骤之后，进行蒸镀GeAu、光刻和刻蚀制作N电极7 ;
[0038]f)将步骤e)所得外延片通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备介质层8和银镜9，通过电镀方式制备铜衬底10。
[0039]步骤b )之前先进行清洗操作。
[0040]退火在450°C温度下进行；退火的时间为5min。[0041]反射衬底包括介质层8、银镜9和铜衬底10，反射衬底通过生长衬底I的转换方式形成。
[0042]生长衬底I包括预置转换层2 ;预置转换层2能够将生长衬底I转换为反射衬底；介质层8和银镜9通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备，铜衬底10通过电镀方式制备，介质层8包括SiO2,铜衬底10厚度为70 μ m。
[0043]预置转换层2能够被腐蚀液选择性消除；腐蚀液具体为HF。生长衬底I包括GaAs ；预置转换层2包括AlAs。
[0044]刻蚀方法具体为干法刻蚀，使用选择性的刻蚀法来执行；表面处理步骤包括抛光步骤、检测步骤以及位于抛光步骤之前的清洗步骤，抛光步骤具体为化学抛光；清洗步骤具体为腐蚀液清洗；检测步骤具体为光滑度检测和表面清洁度检测。
[0045]实施例2
[0046]如图1?4所示，本发明一种提高发光器件芯片散热效率的方法，包括如下步骤:
[0047]a)生长衬底I依次外延生长预置转换层2、外延层N区3、有源区4和外延层P区5 ；
[0048]b)经步骤a)所得外延片进行蒸镀BeAu、退火、光刻和刻蚀制作P电极6 ;
[0049]c)经步骤b)所得外延片利用腐蚀液腐蚀预置转换层2 ；
[0050]d)经步骤c)所得生长衬底I经过表面处理步骤之后，进行再利用；
[0051]e)经步骤c)所得外延层N区3经过表面处理步骤之后，进行蒸镀GeAu、光刻和刻蚀制作N电极7 ;
[0052]f)将步骤e)所得外延片通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备介质层8和银镜9，通过电镀方式制备铜衬底10。
[0053]步骤b )之前先进行清洗操作。
[0054]退火在500°C温度下进行；退火的时间为15min。
[0055]反射衬底包括介质层8、银镜9和铜衬底10，反射衬底通过生长衬底I的转换方式形成。
[0056]生长衬底I包括预置转换层2 ;预置转换层2能够将生长衬底I转换为反射衬底；介质层8和银镜9通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备，铜衬底10通过电镀方式制备，介质层8包括ΙΤ0，铜衬底10厚度为150 μ m。
[0057]预置转换层2能够被腐蚀液选择性消除；腐蚀液具体为Β0Ε。生长衬底I包括GaAs ;预置转换层2包括AlAs0
[0058]刻蚀方法具体为湿法刻蚀，使用各向异性的刻蚀法来执行；表面处理步骤包括抛光步骤、检测步骤以及位于抛光步骤之后的清洗步骤，抛光步骤具体为机械抛光；清洗步骤具体为水清洗；检测步骤具体为光滑度检测和表面清洁度检测。
[0059]实施例3
[0060]如图1?4所示，本发明一种提高发光器件芯片散热效率的方法，包括如下步骤:
[0061]a)生长衬底I依次外延生长预置转换层2、外延层N区3、有源区4和外延层P区5 ；
[0062]b)经步骤a)所得外延片进行蒸镀BeAu、退火、光刻和刻蚀制作P电极6 ;
[0063]c)经步骤b)所得外延片利用腐蚀液腐蚀预置转换层2 ；[0064]d)经步骤c)所得生长衬底I经过表面处理步骤之后，进行再利用；
[0065]e)经步骤c)所得外延层N区3经过表面处理步骤之后，进行蒸镀GeAu、光刻和刻蚀制作N电极7 ;
[0066]f)将步骤e)所得外延片通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备介质层8和银镜9，通过电镀方式制备铜衬底10。
[0067]步骤b )之前先进行清洗操作。
[0068]退火在480°C温度下进行；退火的时间为20min。
[0069]反射衬底包括介质层8、银镜9和铜衬底10，反射衬底通过生长衬底I的转换方式形成。
[0070]生长衬底I包括预置转换层2 ;预置转换层2能够将生长衬底I转换为反射衬底；介质层8和银镜9通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备，铜衬底10通过电镀方式制备，介质层8包括Si3N4,铜衬底10厚度为120 μ m。
[0071]刻蚀方法具体为干法刻蚀，使用选择性的刻蚀法来执行；表面处理步骤包括检测步骤和清洗步骤；清洗步骤具体为腐蚀液清洗或者水清洗；检测步骤具体为光滑度检测和表面清洁度检测。
[0072]以上实施例中，本发明的反射衬底采用铜衬底，Cu的热导率为400W/m.K，而生长衬底I采用GaAs，GaAs的热导率为55W/m.K，以上数据比较结果表明，本发明能够实现提高发光器件芯片的散热效率的效果。
[0073]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种提高发光器件芯片散热效率的方法，其特征在于，包括如下步骤: a)生长衬底依次外延生长形成预置转换层、外延层N区、有源区和外延层P区； b)经步骤a)所得外延片进行蒸镀BeAu、退火、光刻和刻蚀制作P电极； c)经步骤b)所得外延片利用腐蚀液腐蚀所述预置转换层； d)经步骤c)所得所述生长衬底经过表面处理步骤之后，进行再利用； e)经步骤c)所得所述外延层N区经过表面处理步骤之后，进行蒸镀GeAu、光刻和刻蚀制作N电极； f)将步骤e)所得外延片通过沉积、光刻、刻蚀和蒸镀制备介质层和银镜，通过电镀方式制备铜衬底。
2.根据权利要求1所述的一种提高发光器件芯片散热效率的方法，其特征在于，所述退火在450°C?500°C的温度范围内进行；所述退火的时间范围为5min?20min。
3.根据权利要求2所述的一种提高发光器件芯片散热效率的方法，其特征在于，所述刻蚀具体为干法刻蚀或者湿法刻蚀，使用选择性的和/或各向异性的刻蚀法来执行；所述表面处理步骤至多包括抛光步骤、检测步骤以及位于所述抛光步骤之前和/或之后的清洗步骤，所述抛光步骤具体为化学抛光或机械抛光；所述清洗步骤具体为腐蚀液清洗或者水清洗；所述检测步骤具体为光滑度检测和表面清洁度检测。
4.根据权利要求3所述的一种提高发光器件芯片散热效率的方法，其特征在于，所述介质层、所述银镜和所述铜衬底构成反射衬底；所述预置转换层能够将所述生长衬底转换为所述反射衬底。
5.根据权利要求4所述的一种提高发光器件芯片散热效率的方法，其特征在于，所述介质层包括Si02、ITO或Si3N4，所述铜衬底厚度范围为70μπι?150μπι。
6.根据权利要求1所述的一种发光器件芯片，其特征在于，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Β0Ε。
7.根据权利要求1?7任一项所述的一种提高发光器件芯片散热效率的方法，其特征在于，所述生长衬底包括GaAs。
8.根据权利要求1?7任一项所述的一种提高发光器件芯片散热效率的方法，其特征在于，所述预置转换层包括AlAs。
【文档编号】H01L33/00GK103794712SQ201410050418
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2014年2月13日
【发明者】廉鹏, 李有群 申请人:马鞍山太时芯光科技有限公司