專利名稱：氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法
技術領域：
本發(fā)明屬于半導體技術領域，特別是指氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管新襯底金屬 的腐蝕方法。
背景技術：
GaN基LED的器件結構，主要經(jīng)歷了正裝結構、倒裝結構，以及目前廣為國際上重 視的垂直結構三個主要階段。本質上講，前兩種器件結構——倒裝結構、正裝結構均沒有擺 脫藍寶石襯底對器件結構設計的束縛。2004年開始，垂直結構得到了人們的廣泛關注，垂直 結構通過熱壓鍵合、激光剝離(LLO)等工藝，將GaN外延結構從藍寶石轉移到Cu、Si等具有 良好電、熱傳導特性的襯底材料上，器件電極上下垂直分布，從而徹底解決了正裝、倒裝結 構GaN基LED器件中因為電極平面分布、電流側向注入導致的諸如散熱，電流分布不均勻、 可靠性等一系列問題。因此，垂直結構也被稱為是繼正裝、倒裝之后的第三代GaN基LED器 件結構，很有可能取代現(xiàn)有的器件結構而成為GaN基LED技術主流。垂直結構相關研究涉及器件工藝與材料外延的相互配合，存在諸多技術難題。反 向漏電大、成品率低是垂直結構功率型LED研發(fā)過程中面臨的主要瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方 法，該方法是通過光刻轉移的襯底，選擇一種腐蝕液，控制腐蝕條件，能夠有效腐蝕芯片上 的轉移襯底材料，與后工藝相互配合，提高芯片成品率。本發(fā)明提供一種氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法，包括步驟1 選擇一外延結構，該外延結構包括藍寶石襯底和氮化鎵LED層；步驟2 在氮化鎵LED層上采用電鍍或鍵合的方法制作一轉移襯底；步驟3 減薄轉移襯底，然后拋光；步驟4 用激光刻劃方法在轉移襯底的表面上刻劃圖形，作為光刻對準標記；步驟5 在作好光刻對準標記的轉移襯底上采用光刻方法，通過前烘，勻膠，曝光， 顯影，堅膜，在轉移襯底上面的中間形成光刻膠圖形，該光刻膠圖形的面積小于轉移襯底的 面積；步驟6 選擇腐蝕液腐蝕掉未被光刻膠圖形覆蓋的轉移襯底，使轉移襯底四周形 成臺面；步驟7 剝離光刻膠，清洗吹干，完成轉移襯底的腐蝕。其中轉移襯底的材料為銅、銅_鎢合金、鎳或硅。其中的刻劃圖形為單十字或雙十字。其中勻膠所使用的光刻膠為正膠、負膠或反轉膠。其中所述的腐蝕液為FeCl3、KOH或HNO3溶液或熔融液。其中所述的腐蝕液的濃度為Imol/L-lOmol/L，腐蝕液的溫度為20-100°C，腐蝕時間為5-30min，腐蝕中攪拌的轉速為100_500r/min。


為使審查員能進一步了解本發(fā)明的結構、特征及其目的，以下結合附圖及較佳具 體實施例的詳細說明如后，其中圖1是本發(fā)明的在外延結構上制作轉移襯底的示意圖。圖2為本發(fā)明的用激光刻劃方法刻劃十字后的示意圖。圖3是本發(fā)明在轉移襯底上形成光刻圖形的示意圖。圖4是本發(fā)明將轉移襯底腐蝕光刻膠剝離后的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明關鍵在于腐蝕光刻裸露出的跑道位置新轉移襯底。通過選擇合適濃度的腐 蝕液，控制諸如腐蝕溫度，腐蝕時間，攪拌速度等腐蝕條件，獲得較大的腐蝕比，與后工藝相 配合，提高芯片的成品率。請參閱圖1及圖4所示，本發(fā)明提供一種氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底 的腐蝕方法，包括步驟1 選擇一外延結構10，該外延結構10包括藍寶石襯底11和氮化鎵LED層 12。步驟2 在氮化鎵LED層12上采用電鍍或鍵合的方法制作一轉移襯底20。藍寶石 襯底11有生長技術成熟，器件質量好，能耐高溫，耐腐蝕，機械強度大等優(yōu)點，因其導熱性 能很差，而對于大功率LED而言，散熱是一個很重要的因素。藍寶石襯底11不良的導電性 能，也導致傳統(tǒng)正裝結構LED存在電流擁擠，降低其發(fā)光效率?；诖怪苯Y構的LED便能克 服上述弊端，它通過把外延結構10轉移到導電導熱性良好的新襯底上。所述轉移襯底20 的材料為銅、銅-鎢合金、鎳或硅，它們導電導熱性能都非常優(yōu)良；步驟3 減薄轉移襯底20至一定厚度，然后拋光。由于轉移襯底20的材料不同，其 減薄拋光的速度，粘臘溫度，研磨液成分也不同。減薄厚度需要結合前后工藝考慮，太厚則 需要腐蝕過深，側蝕也相繼加大，太薄則沒有足夠的強度支撐芯片，不易把握腐蝕的時間， 激光剝離藍寶石襯底11后芯片會散落；步驟4 用激光刻劃方法在轉移襯底20的表面上刻劃圖形，作為光刻對準標記，刻 劃圖形為單十字或雙十字。不同的刻劃圖形對應著不同的光刻版，一般來說，臺面21寬度 越窄越好，但過窄則腐蝕速度過慢，過寬側蝕會導致芯片轉移襯底20縮??；步驟5 在作好光刻對準標記的轉移襯底20上采用光刻方法，通過前烘，勻膠，曝 光，顯影，堅膜，在轉移襯底20上面的中間形成光刻膠圖形30，該光刻膠圖形30的面積小于 轉移襯底20的面積，所述勻膠所使用的光刻膠為正膠、負膠或反轉膠，不同光刻膠種類對 應不同的光刻版。步驟6 選擇腐蝕液腐蝕掉未被光刻膠圖形30覆蓋的轉移襯底20，使轉移襯底20 四周形成臺面21，所述的腐蝕液為FeCl3、KOH或HNO3溶液或熔融液，所述的腐蝕液的濃度 為Imol/L-lOmol/L，腐蝕液的溫度為20_100°C，腐蝕時間為5-30min，腐蝕中攪拌的轉速為 100-500r/min。不同轉移襯底對應不同的腐蝕液，不同的腐蝕濃度，溫度以及時間。加快攪拌速度，增加腐蝕溫度會加快腐蝕速度，但增加腐蝕液濃度不一定會加快腐蝕速度。步驟7 剝離光刻膠，清洗吹干，完成轉移襯底20的腐蝕。實施例請參閱圖1至圖4所示，本發(fā)明種氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕 方法，包括如下步驟步驟1 選擇一外延結構10，該外延結構10包括藍寶石襯底11和氮化鎵LED層 12，外延結構10的厚度為400 μ m ；步驟2 在氮化鎵LED層12上采用電鍍的方法制作一轉移襯底20銅，轉移襯底20 銅的厚度為180μπι;步驟3 減薄轉移襯底20銅至140 μ m,然后拋光；步驟4 用激光刻劃方法在轉移襯底20銅上刻劃兩個單“十”字圖形，作為光刻對 準標記；步驟5 在作好光刻對準標記的轉移襯底20銅上采用光刻方法，通過前烘，勻膠， 曝光，顯影，堅膜，在轉移襯底20銅上面的中間形成光刻膠圖形30，該光刻膠圖形30的面積 小于轉移襯底20的面積，臺面21的寬度為50 μ m，光刻膠寬度為1100 μ m，轉移襯底20銅 的寬度為1200μπι;步驟6 選擇FeCl3溶液作為腐蝕液，使轉移襯底20四周形成臺面21。FeCl3溶液 濃度為2mol/L，腐蝕溫度為30°C，腐蝕時間為5min，攪拌速度為30r/min。步驟7 剝離光刻膠，清洗吹干，完成轉移襯底銅20的腐蝕。最終臺面21的腐蝕 深度為55 μ m。以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術的人在本發(fā)明所揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變換或替換，都應涵蓋在 本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
一種氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法，包括步驟1選擇一外延結構，該外延結構包括藍寶石襯底和氮化鎵LED層；步驟2在氮化鎵LED層上采用電鍍或鍵合的方法制作一轉移襯底；步驟3減薄轉移襯底，然后拋光；步驟4用激光刻劃方法在轉移襯底的表面上刻劃圖形，作為光刻對準標記；步驟5在作好光刻對準標記的轉移襯底上采用光刻方法，通過前烘，勻膠，曝光，顯影，堅膜，在轉移襯底上面的中間形成光刻膠圖形，該光刻膠圖形的面積小于轉移襯底的面積；步驟6選擇腐蝕液腐蝕掉未被光刻膠圖形覆蓋的轉移襯底，使轉移襯底四周形成臺面；步驟7剝離光刻膠，清洗吹干，完成轉移襯底的腐蝕。
2.根據(jù)權利要求1所述的氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法，其中轉 移襯底的材料為銅、銅_鎢合金、鎳或硅。
3.根據(jù)權利要求1所述的氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法，其中的 刻劃圖形為單十字或雙十字。
4.根據(jù)權利要求1所述的氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法，其中勻 膠所使用的光刻膠為正膠、負膠或反轉膠。
5.根據(jù)權利要求1所述的氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法，其中所 述的腐蝕液為FeCl3、KOH或HNO3溶液或熔融液。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法， 其中所述的腐蝕液的濃度為Imol/L-lOmol/L，腐蝕液的溫度為20-100°C，腐蝕時間為 5-30min,腐蝕中攪拌的轉速為100_500r/min。
全文摘要
一種氮化鎵基垂直結構發(fā)光二極管轉移襯底的腐蝕方法，包括步驟1選擇一外延結構，該外延結構包括藍寶石襯底和氮化鎵LED層；步驟2在氮化鎵LED層上采用電鍍或鍵合的方法制作一轉移襯底；步驟3減薄轉移襯底，然后拋光；步驟4用激光刻劃方法在轉移襯底的表面上刻劃圖形，作為光刻對準標記；步驟5在作好光刻對準標記的轉移襯底上采用光刻方法，通過前烘，勻膠，曝光，顯影，堅膜，在轉移襯底上面的中間形成光刻膠圖形，該光刻膠圖形的面積小于轉移襯底的面積；步驟6選擇腐蝕液腐蝕掉未被光刻膠圖形覆蓋的轉移襯底，使轉移襯底四周形成臺面；步驟7剝離光刻膠，清洗吹干，完成轉移襯底的腐蝕。
文檔編號H01L33/00GK101937951SQ201010251509
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權日2010年8月11日
發(fā)明者伊曉燕, 劉志強, 汪煉成, 王國宏, 郭恩卿 申請人:中國科學院半導體研究所