濕法剝離中防止垂直結構led襯底被腐蝕的方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及LED制造技術，具體涉及濕法剝離中防止垂直結構LED襯底被腐蝕的方法。
【背景技術】
[0002]目前，絕大多數GaN基LED都是在藍寶石襯底上生長制備高質量的外延層，然而該制備工藝復雜，需要采用價格昂貴的激光剝離設備，生產成本高。為了降低成本，人們開始采用單晶硅作為襯底來生長氮化鎵基化合物半導體材料來滿足不斷擴大的市場需求。相比較下，Si襯底具有成本低、單晶尺寸大且質量高、導熱率高、導電性能良好等諸多特點，并且Si的微電子技術十分成熟，在Si襯底上生長GaN薄膜有望實現光電子和微電子的集成。正是因為Si襯底的上述諸多優點，Si襯底上生長GaN薄膜進而制備LED越來越備受關注。但是，Si與GaN熱失配遠遠高于藍寶石，導致外延片更易產生裂紋，Si對可見光的吸收作用也會大大降低LED發光效率。
[0003]基于此，相應的襯底轉移技術發展起來，選擇將硅襯底和外延層進行剝離，將外延層轉移到其它高性能襯底上，達到獲得性能更優良的垂直結構器件的目的。目前常用的剝離生長襯底的方法有研磨結合干法刻蝕法和濕法腐蝕法。
[0004]研磨法結合干法刻蝕具有很多優點:刻蝕速率高，各相異性高，選擇比高，大面積均勻性好，可進行高質量的精細線條刻蝕，并獲得較好的刻蝕面形貌，但研磨結合干法刻蝕成過高，導致其無法應用到大規模生產中。
[0005]而濕法腐蝕法相比其它方法具有成本低廉，工藝流程簡單的天然優勢，所以此法可大幅度降低生產成本，規模化應用。但目前其主要技術難題是金屬轉移襯底在腐蝕液體系中會被腐蝕。因此保護金屬轉移襯底不被腐蝕成為濕法腐蝕的關鍵。

【發明內容】

[0006]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供濕法剝離中防止垂直結構LED襯底被腐蝕的方法。
[0007]為解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下:
[0008]濕法剝離中防止垂直結構LED襯底被腐蝕的方法，包括以下步驟:
[0009]I)清洗:將垂直結構LED片依次置于丙酮、乙醇、去離子水中超聲清洗;取出后經去離子水清洗，用氮氣吹干;該垂直結構LED片自下至上依次由硅襯底、LED外延層和金屬襯底復合而成；
[0010]2)預熱:將垂直結構LED片預熱至75-85°C ；
[0011]3)涂蠟:在預熱后的垂直結構LED片的金屬襯底層上均勻涂抹一層蠟層，且在垂直結構LED片的側面涂上一層蠟；
[0012]4)鍵合藍寶石襯底:將與金屬襯底形狀大小相同的藍寶石襯底粘合于蠟層上。
[0013]作為優選，步驟3)中，所述蠟層厚度為5_15μπι。
[0014]作為優選，步驟4)中，將藍寶石襯底對準垂直結構LED片的金屬襯底，置于蠟層之上，按壓藍寶石襯底，使藍寶石襯底與蠟充分接觸，使之與垂直結構LED片充分鍵合。
[0015]作為優選，步驟4)后在垂直結構LED片的側面涂上一層蠟。
[0016]作為優選，還包括以下步驟:
[0017]5)濕法剝離:將步驟4)處理后的垂直結構LED片置于酸腐蝕液中酸蝕，待硅襯底完整去除后取出；
[0018]6)去除藍寶石襯底:將步驟5)得到的垂直結構LED片加熱至蠟融解，將藍寶石襯底分尚取出；
[0019]7)去除蠟:將步驟6)得到的垂直結構LED片依次置于二甲苯、乙醇、去離子水中超聲，取出后用去離子水沖洗，再用高純氮氣吹干。
[0020]作為優選，步驟5)中，所述酸腐蝕液由氫氟酸和硝酸按1:2的體積比混合而成。
[0021 ]作為優選，步驟6)中，加熱至75_85°C并保持6-10s。
[0022]相比現有技術，本發明的有益效果在于:
[0023]I)本發明使用蠟結合藍寶石襯底防止垂直結構LED襯底被腐蝕，因藍寶石襯底鍵合后，避免了酸腐蝕液地蠟層的直接接觸，可解決蠟層因濕法腐蝕中反應放出的大量熱熔解的問題；
[0024]2)本發明使用藍寶石襯底機械強度高，可解決因LED外延片在腐蝕過程中因硅襯底厚度變薄和有些金屬襯底具有較高延展性所造成生外延片翹曲的問題；
[0025]3)本發明使用藍寶石，因其耐強酸腐蝕，不受濕法腐蝕體系影響，可多次重復使用，極大降低成本；
[0026]4)本發明使用的蠟耐腐蝕，不易分解；附著性強，不易脫落;能夠使藍寶石襯底與金屬襯底完全鍵合在一起，使硅襯底能完整均勻剝離。相較于現有只涂蠟的剝離方法，鍵合藍寶石襯底的剝離方法能夠保護金屬襯底，提高腐蝕均勻性、強度、減少產生的應力及裂紋；
[0027]綜上所述，本發明技術手段工藝周期短，工藝流程簡單，工藝成本低廉，保護效果優秀，硅襯底能完整剝離，產生的應力及裂紋少，強度高對LED垂直器件性能有較大提升。
[0028]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0029]圖1為該方法處理后的垂直結構LED片結構示意圖；
[0030]附圖標記中:1、硅襯底;2、LED外延層;3、金屬襯底;4、粘片膠層;5、藍寶石襯底層；
[0031]圖2為實施例1中鍍銅的垂直結構LED片濕法剝離硅襯底后刻蝕面在光學顯微鏡下的照片；
[0032]圖3為實施例1中垂直結構LED片濕法腐蝕剝離硅襯底后刻蝕面的X射線衍射2θ-ω圖譜；
[0033]圖4為實施例中I垂直結構LED片濕法腐蝕剝離硅襯底后刻蝕面的掃描電鏡EDS照片;
[0034]圖5為實施例中I垂直結構LED片濕法腐蝕剝離硅襯底后刻蝕面的掃描電鏡EDS照片的能譜分析。
【具體實施方式】
[0035]本發明提供濕法剝離中防止垂直結構LED襯底被腐蝕的方法，本申請中，如未特殊說明，所記載的“上”、“下”、“側”等方位指示詞應理解為對附圖方位指示。
[0036]該方法用于防止垂直結構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，如圖1所示，該垂直結構LED片自下至上依次由硅襯底1、LED外延層2和金屬襯底3復合而成;該方法依次包括清洗、預熱、涂蠟形成蠟層4、鍵合藍寶石襯底5、去除藍寶石襯底和去除錯。
[0037