薄膜LED芯片器件及其制造方法及应用.pdf

《薄膜LED芯片器件及其制造方法及应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《薄膜LED芯片器件及其制造方法及应用.pdf（19页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102683517 A (43)申请公布日 2012.09.19 C N 1 0 2 6 8 3 5 1 7 A *CN102683517A* (21)申请号 201210103954.6 (22)申请日 2012.04.11 H01L 33/00(2010.01) H01L 33/62(2010.01) (71)申请人大连德豪光电科技有限公司 地址 116100 辽宁省大连市金州新区金石 IT产业园信息路3号 (72)发明人王冬雷 林惠雄 (74)专利代理机构广东秉德律师事务所 44291 代理人杨焕军 (54) 发明名称 薄膜LED芯片器件及其制造方法及应用 (5。

2、7) 摘要 本发明提供一种薄膜LED芯片器件包括：设 有蚀刻凹槽的GaN基外延薄膜基层；该GaN基外 延薄膜基层的P型半导体层的表面附着金属反射 层；该金属反射层与GaN基外延薄膜基层上沉积 有钝化膜，形成GaN基外延薄膜；位于金属反射层 表面的钝化膜与蚀刻凹槽底面的钝化膜各设有镂 空区域；P极多层金属粘合层与N极多层金属粘合 层各设于相应的镂空区域；该P极多层金属粘合 层与N极多层金属粘合层上分别设有P极导电支 撑厚金属层与N极导电支撑厚金属层；固定膜，其 包覆于GaN基外延薄膜上。本发明还提供薄膜LED 芯片器件的制造方法及应用。本发明降低后续激 光剥离工艺中晶片破裂的发生率与形变几率，提。

3、 升产品的良品率。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书7页 附图8页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 8 页 1/3页 2 1.一种薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于，包括以下步骤： a、在衬底上依次生长N型半导体层、活性层、P型半导体层，以此组成GaN基外延薄膜 基层； b、蚀刻凹槽，该蚀刻凹槽沿P型半导体层的表面延伸至N型半导体层，使该N型半导体 层外露； c、在P型半导体层的表面附着一与其欧姆接触的金属反射层； d、蚀刻划片凹槽，该划片凹槽沿金属反射层的表面延伸至衬底与N型半导体层的结合 面，将整个Ga。

4、N基外延薄膜基层分割为若干单元； e、沿金属反射层与GaN基外延薄膜外露的各表面与各侧面沉积一绝缘的钝化膜，形成 GaN基外延薄膜； f、局部的去除金属反射层表面的钝化膜与蚀刻凹槽底面的钝化膜，露出金属反射层与 N型半导体层； g、在金属反射层外露的位置沉积一P极多层金属粘合层，在N型半导体层外露的位置 沉积一N极多层金属粘合层； h、在P极多层金属粘合层电学连接P极导电支撑厚金属层及在N极多层金属粘合层电 学连接N极导电支撑厚金属层；然后，在GaN基外延薄膜上涂布绝缘材料后热处理固化形成 固定膜；去除划片凹槽内的固定膜，并使该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属 层的一端外露于固定膜，。

5、制成带衬底的整片GaN基外延薄膜器件；或者， 在GaN基外延薄膜上涂布绝缘材料，热处理固化形成固定膜；去除划片凹槽内以及P极 多层金属粘合层和N极多层金属粘合层上的固定膜；并设置与P极多层金属粘合层电学连 接的P极导电支撑厚金属层及与N极多层金属粘合层电学连接的N极导电支撑厚金属层， 该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层的一端外露于固定膜，制成带衬底的 整片GaN基外延薄膜器件； i、将上述整片GaN基外延薄膜器件固定在蓝膜上，通过激光烧蚀剥离衬底，衬底剥离 后，经划片凹槽分割的整片GaN基外延薄膜器件分离为多个薄膜LED芯片器件。 2.根据权利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法。

6、，其特征在于：所述蚀刻凹槽的 深度为0.5m- 10m，宽度为5m-200m。 3.根据权利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述c步骤还包 括一步骤：将所述金属反射层与GaN基外延薄膜放入N 2 中退火处理。 4.根据权利要求1或3所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述金属反 射层为Ag材料；或者，为Al、Ag、Ni、Au、Cu、Pd、Rh中的金属所组成的合金材料；该金属反 射层的厚度为20nm-1000nm。 5.根据权利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述钝化膜为SiO 2 或者为Si 3 N 4 材料，该钝化膜的厚度为50nm-5000。

7、nm。 6.根据权利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述P极多层金 属粘合层与N极多层金属粘合层分别包括粘附层、阻挡层及浸润层。 7.根据权利要求6所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述粘附层为Ti、 Cr或Al材料；该阻挡层为Ni或Pt材料；该浸润层为Au材料。 8.根据权利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述固定膜为环 权 利 要 求 书CN 102683517 A 2/3页 3 氧树脂材料或者为具有光刻性能的环氧树脂材料或者为具有光刻性能的玻璃材料，该固定 膜的厚度为10m-200m。 9.根据权利要求8所述的薄膜LED芯片器件制造方法。

8、，其特征在于：所述固定膜为环 氧树脂材料时，该h步骤包括以下步骤： 首先，采用图案化电镀工艺或钉头凸点焊接工艺在P极多层金属粘合层与N极多层金 属粘合层上分别生成与该P极多层金属粘合层电学连接的P极导电支撑厚金属层及与该N 极多层金属粘合层电学连接的N极导电支撑厚金属层； 然后，在GaN基外延薄膜上旋转涂布环氧树脂材料，并在50至300的温度中对该环 氧树脂材料进行热处理，使环氧树脂材料固化形成固定膜； 最后，采用光刻、显影与干法蚀刻工艺，去除划片凹槽内充填的环氧树脂材料及固定膜 表面的部分环氧树脂材料，使P极导电支撑厚金属层与N极导电支撑厚金属层的一端外露。 10.根据权利要求8所述的薄膜L。

9、ED芯片器件制造方法，其特征在于：所述固定膜为具 有光刻性能的环氧树脂材料或者为具有光刻性能的玻璃材料时，该h步骤包括以下步骤： 首先，在GaN基外延薄膜上旋转涂布具有光刻性能的环氧树脂材料或具有光刻性能的 玻璃材料； 然后，采用曝光与显影工艺去除与P极多层金属粘合层及N极多层金属粘合层相对应 的部分涂布材料，形成使该P极多层金属粘合层及该N极多层金属粘合层外露的凹槽；并在 50至300的温度中对该环氧树脂材料或玻璃材料进行热处理，使环氧树脂材料或玻璃 材料固化形成固定膜； 最后，去除划片凹槽内充填的环氧树脂材料或玻璃材料；同时，采用图案化电镀工艺在 凹槽内生成与P极多层金属粘合层电学连接的P。

10、极导电支撑厚金属层及与N极多层金属粘 合层电学连接的N极导电支撑厚金属层，且该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚 金属层的一端凸出于固定膜。 11.根据权利要求1或9或10所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述 P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层为Ni、Au、Cu、NiAu合金、NiCo合金中 的其中一种或多种的组合，该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层的厚度为 1m-200m。 12.根据权利要求1或9或10所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述P 极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层以Au材料层作为电镀结束层。 13.根据权利要求1所述。

11、的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述i步骤中激 光的波长小于GaN半导体材料的发光波长。 14.根据权利要求1所述的薄膜LED芯片器件制造方法，其特征在于：所述i步骤后还 包括一步骤：对N型半导体层的表面进行粗糙化处理；或者，在N型半导体层的表面沉积一 钝化层，该钝化层为SiO 2 或Si 3 N 4 材料，其厚度为0.1m-1500m。 15.一种薄膜LED芯片器件，其特征在于，包括： 由N型半导体层、活性层、P型半导体层依次组成的GaN基外延薄膜基层； 蚀刻凹槽，该蚀刻凹槽沿P型半导体层的表面延伸至N型半导体层； 该P型半导体层的表面附着一与其欧姆接触的金属反射层； 该金属反射层。

12、与GaN基外延薄膜基层的各表面与各侧面沉积有一绝缘的钝化膜，形成 权 利 要 求 书CN 102683517 A 3/3页 4 GaN基外延薄膜； 位于金属反射层表面的钝化膜与蚀刻凹槽底面的钝化膜各设有一镂空区域； P极多层金属粘合层设于金属反射层表面的钝化膜的镂空区域与该金属反射层电学连 接；N极多层金属粘合层设于蚀刻凹槽底面的钝化膜的镂空区域与该N型半导体层电学连 接； 该P极多层金属粘合层与N极多层金属粘合层上分别设有电学连接的P极导电支撑厚 金属层与N极导电支撑厚金属层； 固定膜，其包覆于GaN基外延薄膜上，该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金 属层的一端外露于该固定膜。 16.。

13、根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述蚀刻凹槽的深度为 0.5m-10m，宽度为5m-200m。 17.根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述金属反射层为Ag材 料；或者，为Al、Ag、Ni、Au、Cu、Pd、Rh中的金属所组成的合金材料；该金属反射层的厚度为 20nm-1000nm。 18.根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述钝化膜为SiO 2 或者 为Si 3 N 4 材料，该钝化膜的厚度为50nm-5000nm。 19.根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述P极多层金属粘合 层与N极多层金属粘合层分别包括粘。

14、附层、阻挡层及浸润层。 20.根据权利要求19所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述粘附层为Ti、Cr或 Al材料；该阻挡层为Ni或Pt材料；该浸润层为Au材料。 21.根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述固定膜为环氧树脂 材料或者为具有光刻性能的环氧树脂材料或者为具有光刻性能的玻璃材料，该固定膜的厚 度为10m-200m。 22.根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述P极导电支撑厚金 属层与该N极导电支撑厚金属层为Ni、Au、Cu、NiAu合金、NiCo合金中的其中一种或多种的 组合，该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层的厚度为1m-2。

15、00m。 23.根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述P极导电支撑厚金 属层与该N极导电支撑厚金属层以Au材料层作为电镀结束层。 24.根据权利要求15所述的薄膜LED芯片器件，其特征在于：所述N型半导体层的 表面为粗糙化的表面；或者，沉积有一钝化层，该钝化层为SiO 2 或Si 3 N 4 材料，其厚度为 0.1m-1500m。 25.根据权利要求15-24中任一项所述的薄膜LED芯片器件的应用，其特征在于：应用 于制作薄膜LED芯片，包括以下步骤：将薄膜LED芯片器件的P极导电支撑厚金属层与N极 导电支撑厚金属层分别与电极化倒装基板的P电极结合区与N电极结合区对位晶片键。

16、合。 权 利 要 求 书CN 102683517 A 1/7页 5 薄膜 LED 芯片器件及其制造方法及应用 技术领域 0001 本发明涉及LED技术领域，具体的说是一种薄膜LED芯片器件及其制造方法及应 用。 背景技术 0002 现有的薄膜LED芯片器件，是在传统的倒装结构芯片的基础上，利用准分子激光 剥离衬底技术将生长GaN材料的衬底(蓝宝石衬底或SiC衬底)剥离，露出LED薄膜结构。 0003 请参阅图1，传统的薄膜LED芯片器件具有以下问题：倒装结构芯片中用于结合 GaN外延层薄膜1与倒装基板3的金属凸点2之间存在未填充的空隙4，GaN外延层薄膜1 部分缺乏有效支撑及热沉，这样在进行激。

17、光剥离工艺时容易由于瞬间的机械振动或瞬间的 热效应导致芯片的破裂或结构变化而导致失效，最终导致薄膜LED芯片器件的成品良率低 下。 0004 请参阅图2，传统的薄膜LED芯片器件在激光剥离工艺时，需将芯片与衬底5一颗 一颗地进行单元分离，这个过程速度慢，耗时长，不易于批量生产的实现；而且，由于在激光 剥离工艺前所进行的单元分离，将衬底分割为较小的个体，剥离后的衬底将无法回收再利 用，造成资源浪费，并增加生产成本。 发明内容 0005 针对以上现有技术的不足与缺陷，本发明的目的在于提供一种薄膜LED芯片器件 制造方法。 0006 本发明的另一目的在于提供一种薄膜LED芯片器件。 0007 本发明。

18、的再一目的在于提供一种薄膜LED芯片器件的应用。 0008 本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的： 0009 一种薄膜LED芯片器件制造方法，包括以下步骤： 0010 a、在衬底上依次生长N型半导体层、活性层、P型半导体层，以此组成GaN基外延 薄膜基层； 0011 b、蚀刻凹槽，该蚀刻凹槽沿P型半导体层的表面延伸至N型半导体层，使该N型半 导体层外露； 0012 c、在P型半导体层的表面附着一与其欧姆接触的金属反射层； 0013 d、蚀刻划片凹槽，该划片凹槽沿金属反射层的表面延伸至衬底与N型半导体层的 结合面，将整个GaN基外延薄膜基层分割为若干单元； 0014 e、沿金属反射层与Ga。

19、N基外延薄膜外露的各表面与各侧面沉积一绝缘的钝化膜， 形成GaN基外延薄膜； 0015 f、局部的去除金属反射层表面的钝化膜与蚀刻凹槽底面的钝化膜，露出金属反射 层与N型半导体层； 0016 g、在金属反射层外露的位置沉积一P极多层金属粘合层，在N型半导体层外露的 说 明 书CN 102683517 A 2/7页 6 位置沉积一N极多层金属粘合层； 0017 h、在P极多层金属粘合层电学连接P极导电支撑厚金属层及在N极多层金属粘合 层电学连接N极导电支撑厚金属层；然后，在GaN基外延薄膜上涂布绝缘材料后热处理固化 形成固定膜；去除划片凹槽内的固定膜，并使该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚。

20、 金属层的一端外露于固定膜，制成带衬底的整片GaN基外延薄膜器件；或者， 0018 在GaN基外延薄膜上涂布绝缘材料，热处理固化形成固定膜；去除划片凹槽内以 及P极多层金属粘合层和N极多层金属粘合层上的固定膜；并设置与P极多层金属粘合层 电学连接的P极导电支撑厚金属层及与N极多层金属粘合层电学连接的N极导电支撑厚金 属层，该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金属层的一端外露于固定膜，制成带衬 底的整片GaN基外延薄膜器件； 0019 i、将上述整片GaN基外延薄膜器件固定在蓝膜上，通过激光烧蚀剥离衬底，衬底 剥离后，经划片凹槽分割的整片GaN基外延薄膜器件分离为多个薄膜LED芯片器件。 0。

21、020 作为本发明的优选技术方案，所述蚀刻凹槽的深度为0.5m-10m，宽度为 5m-200m。 0021 作为本发明的优选技术方案，所述c步骤还包括一步骤：将所述金属反射层与GaN 基外延薄膜放入N 2 中退火处理。 0022 作为本发明的优选技术方案，所述金属反射层为Ag材料；或者，为Al、A g、Ni、Au、 Cu、Pd、Rh中的金属所组成的合金材料；该金属反射层的厚度为20nm-1000nm。 0023 作为本发明的优选技术方案，所述钝化膜为SiO 2 或者为Si 3 N 4 材料，该钝化膜的厚 度为50nm-5000nm。 0024 作为本发明的优选技术方案，所述P极多层金属粘合层与。

22、N极多层金属粘合层分 别包括粘附层、阻挡层及浸润层。 0025 作为本发明的优选技术方案，所述粘附层为Ti、Cr或Al材料；该阻挡层为Ni或 Pt材料；该浸润层为Au材料。 0026 作为本发明的优选技术方案，所述固定膜为环氧树脂材料或者为具有光刻性能的 环氧树脂材料或者为具有光刻性能的玻璃材料，该固定膜的厚度为10m-200m。 0027 作为本发明的优选技术方案，所述固定膜为环氧树脂材料时，该h步骤包括以下 步骤： 0028 首先，采用图案化电镀工艺或钉头凸点焊接工艺在P极多层金属粘合层与N极多 层金属粘合层上分别生成与该P极多层金属粘合层电学连接的P极导电支撑厚金属层及与 该N极多层金属。

23、粘合层电学连接的N极导电支撑厚金属层； 0029 然后，在GaN基外延薄膜上旋转涂布环氧树脂材料，并在50至300的温度中对 该环氧树脂材料进行热处理，使环氧树脂材料固化形成固定膜； 0030 最后，采用光刻、显影与干法蚀刻工艺，去除划片凹槽内充填的环氧树脂材料及固 定膜表面的部分环氧树脂材料，使P极导电支撑厚金属层与N极导电支撑厚金属层的一端 外露。 0031 作为本发明的优选技术方案，所述固定膜为具有光刻性能的环氧树脂材料或者为 具有光刻性能的玻璃材料时，该h步骤包括以下步骤： 0032 首先，在GaN基外延薄膜上旋转涂布具有光刻性能的环氧树脂材料或具有光刻性 说 明 书CN 102683。

24、517 A 3/7页 7 能的玻璃材料； 0033 然后，采用曝光与显影工艺去除与P极多层金属粘合层及N极多层金属粘合层相 对应的部分涂布材料，形成使该P极多层金属粘合层及该N极多层金属粘合层外露的凹槽； 并在50至300的温度中对该环氧树脂材料或玻璃材料进行热处理，使环氧树脂材料或 玻璃材料固化形成固定膜； 0034 最后，去除划片凹槽内充填的环氧树脂材料或玻璃材料；同时，采用图案化电镀工 艺在凹槽内生成与P极多层金属粘合层电学连接的P极导电支撑厚金属层及与N极多层金 属粘合层电学连接的N极导电支撑厚金属层，且该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支 撑厚金属层的一端凸出于固定膜。 0035 作。

25、为本发明的优选技术方案，所述P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金 属层为Ni、Au、Cu、NiAu合金、NiCo合金中的其中一种或多种的组合，该P极导电支撑厚金 属层与该N极导电支撑厚金属层的厚度为1m-200m。 0036 作为本发明的优选技术方案，所述P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金 属层以Au材料层作为电镀结束层。 0037 作为本发明的优选技术方案，所述i步骤中激光的波长小于GaN半导体材料的发 光波长。 0038 作为本发明的优选技术方案，所述i步骤后还包括一步骤：对N型半导体层的表面 进行粗糙化处理；或者，在N型半导体层的表面沉积一钝化层，该钝化层为SiO 2 或Si 。

26、3 N 4 材 料，其厚度为0.1m-1500m。 0039 一种薄膜LED芯片器件，包括： 0040 由N型半导体层、活性层、P型半导体层依次组成的GaN基外延薄膜基层； 0041 蚀刻凹槽，该蚀刻凹槽沿P型半导体层的表面延伸至N型半导体层； 0042 该P型半导体层的表面附着一与其欧姆接触的金属反射层； 0043 该金属反射层与GaN基外延薄膜基层的各表面与各侧面沉积有一绝缘的钝化膜， 形成GaN基外延薄膜； 0044 位于金属反射层表面的钝化膜与蚀刻凹槽底面的钝化膜各设有一镂空区域； 0045 P极多层金属粘合层设于金属反射层表面的钝化膜的镂空区域与该金属反射层电 学连接；N极多层金属粘。

27、合层设于蚀刻凹槽底面的钝化膜的镂空区域与该N型半导体层电 学连接； 0046 该P极多层金属粘合层与N极多层金属粘合层上分别设有电学连接的P极导电支 撑厚金属层与N极导电支撑厚金属层； 0047 固定膜，其包覆于GaN基外延薄膜上，该P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑 厚金属层的一端外露于该固定膜。 0048 作为本发明的优选技术方案，所述蚀刻凹槽的深度为0.5m-10m，宽度为 5m-200m。 0049 作为本发明的优选技术方案，所述金属反射层为Ag材料；或者，为Al、A g、Ni、Au、 Cu、Pd、Rh中的金属所组成的合金材料；该金属反射层的厚度为20nm-1000nm。 0050 。

28、作为本发明的优选技术方案，所述钝化膜为SiO 2 或者为Si 3 N 4 材料，该钝化膜的厚 度为50nm-5000nm。 说 明 书CN 102683517 A 4/7页 8 0051 作为本发明的优选技术方案，所述P极多层金属粘合层与N极多层金属粘合层分 别包括粘附层、阻挡层及浸润层。 0052 作为本发明的优选技术方案，所述粘附层为Ti、Cr或Al材料；该阻挡层为Ni或 Pt材料；该浸润层为Au材料。 0053 作为本发明的优选技术方案，所述固定膜为环氧树脂材料或者为具有光刻性能的 环氧树脂材料或者为具有光刻性能的玻璃材料，该固定膜的厚度为10m-200m。 0054 作为本发明的优选技。

29、术方案，所述P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金 属层为Ni、Au、Cu、NiAu合金、NiCo合金中的其中一种或多种的组合，该P极导电支撑厚金 属层与该N极导电支撑厚金属层的厚度为1m-200m。 0055 作为本发明的优选技术方案，所述P极导电支撑厚金属层与该N极导电支撑厚金 属层以Au材料层作为电镀结束层。 0056 作为本发明的优选技术方案，所述N型半导体层的表面为粗糙化的表面；或者，沉 积有一钝化层，该钝化层为SiO 2 或Si 3 N 4 材料，其厚度为0.1m-1500m。 0057 上述薄膜LED芯片器件的应用，应用于制作薄膜LED芯片，包括以下步骤：将薄膜 LED芯片器件。

30、的P极导电支撑厚金属层与N极导电支撑厚金属层分别与电极化倒装基板的 P电极结合区与N电极结合区对位晶片键合。 0058 与现有技术相比，本发明中的薄膜LED芯片器件与电极化倒装基板之间的空隙中 填充有绝缘固定膜，既实现了薄膜LED芯片器件与电极化倒装基板间的电学连接，又填充 了薄膜LED芯片器件与电极化倒装基板之间的空隙，解决了传统薄膜LED芯片器件在进行 激光剥离工艺时，由于瞬间的机械振动或瞬间的热效应使晶片破裂或结构变化而导致失效 的问题，从而降低后续激光剥离工艺中晶片破裂的发生率与形变几率，提升产品的良品率， 且由于可以对衬底进行整面的剥离作业，剥离后的衬底可被回收再利用，一定程度上降低。

31、 了生产成本。 0059 而且，LED芯片旋转涂布的固定膜通过蚀刻划片凹槽隔离，不需要激光切割蓝宝石 衬底或支架。故，LED芯片可以分离成不同形状、大小；如，六角形、圆形的LED芯片；六角形 的LED芯片具有最佳的光发射角，进一步提高了LED芯片的性能。可以制造不同形状的LED 芯片，这是该技术的独特功能；且，LED芯片的制造也采用了更为简单的工艺步骤实现。 0060 旋转涂布非导电的具有光刻性能的环氧树脂或具有光刻性能的玻璃材料作为固 定膜，具有高导热，固化后低收缩力和低应力，良好的粘接强度，良好的间隙填充，耐化学 性，具有高透明而低光吸收的光学属性，且填充材料没有毒性的诸多优点，可大大提高。

32、LED 芯片的性能。 附图说明 0061 图1为传统的薄膜LED芯片器件的结构示意图。 0062 图2为传统的薄膜LED芯片器件剥离衬底时的示意图。 0063 图3为本发明中单个薄膜LED芯片器件的结构示意图。 0064 图4为本发明中薄膜LED芯片器件制造方法的第一实施例的工艺流程示意图。 0065 图5为本发明中薄膜LED芯片器件制造方法的第二实施例的工艺流程示意图。 0066 图6为本发明中薄膜LED芯片器件与电极化倒装基板结合的示意图。 说 明 书CN 102683517 A 5/7页 9 具体实施方式 0067 下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明： 0068 请参阅图3，该。

33、薄膜LED芯片器件，包括： 0069 由N型半导体层11、活性层12、P型半导体层13依次组成的GaN基外延薄膜基层 10。为提高制成的薄膜LED芯片器件的外量子效率，该N型半导体层11的表面为粗糙化的 表面22；或者，在N型半导体层11的表面沉积有一钝化层(图未示)，该钝化层为SiO 2 或 Si 3 N 4 材料，其厚度为0.1m-1500m。 0070 蚀刻凹槽14，该蚀刻凹槽14沿P型半导体层13的表面延伸至N型半导体层11。 0071 该P型半导体层13的表面附着一与其欧姆接触的金属反射层15。 0072 该金属反射层15与GaN基外延薄膜基层10的各表面与各侧面沉积有一绝缘的钝 化。

34、膜16，形成GaN基外延薄膜。 0073 位于金属反射层15表面的钝化膜16与蚀刻凹槽14底面的钝化膜16各设有一镂 空区域32、33(请参阅图4)。 0074 P极多层金属粘合层17设于金属反射层15表面的钝化膜16的镂空区域32与该 金属反射层15电学连接；N极多层金属粘合层18设于蚀刻凹槽14底面的钝化膜16的镂 空区域33与该N型半导体层11电学连接。 0075 该P极多层金属粘合层17与N极多层金属粘合层18上分别设有电学连接的P极 导电支撑厚金属层19与N极导电支撑厚金属层20。 0076 固定膜21，其包覆于GaN基外延薄膜上，该P极导电支撑厚金属层19与该N极导 电支撑厚金属层。

35、20的一端外露于该固定膜21。 0077 请参阅图4，为薄膜LED芯片器件制造方法的第一实施例，其绝缘固定膜采用普通 环氧树脂，包括以下步骤： 0078 步骤101：在衬底23(如蓝宝石衬底或SiC衬底)上依次生长N型半导体层11、活 性层12、P型半导体层13，以此组成GaN基外延薄膜基层10。 0079 步骤102：采用干法蚀刻的工艺在GaN基外延薄膜基层10上蚀刻凹槽14，该蚀刻 凹槽14沿P型半导体层13的表面延伸至N型半导体层11，使该N型半导体层11外露。所 述蚀刻凹槽14的深度为0.5m-10m，宽度为5m-200m。 0080 步骤103：在P型半导体层13的表面附着一与其欧姆。

36、接触的金属反射层15。该金 属反射层15首选Ag材料；或者，也可为Al、Ag、Ni、Au、Cu、Pd、Rh中的金属所组成的合金 材料；该金属反射层15的厚度为20nm-1000nm。同时，为加强金属反射层15与P型半导体 层13表面的欧姆接触与附着力，可将该金属反射层15与GaN基外延薄膜基层10(包括衬 底23)放入N 2 中进行退火处理。 0081 步骤104：蚀刻划片凹槽24，该划片凹槽24沿金属反射层15的表面延伸至衬底23 与N型半导体层11的结合面，将GaN基外延薄膜基层10分割为若干单元。 0082 步骤105：沿金属反射层15与GaN基外延薄膜基层10外露的各表面与各侧面沉 积。

37、一绝缘的钝化膜16，形成GaN基外延薄膜。该钝化膜16采用为SiO 2 或者为Si 3 N 4 材料， 该钝化膜16的厚度为50nm-5000nm。 0083 步骤106：通过光刻图案化工艺和湿法蚀刻工艺局部的去除金属反射层15表面的 说 明 书CN 102683517 A 6/7页 10 钝化膜16与蚀刻凹槽14底面的钝化膜16，分别形成镂空区域32、33露出金属反射层15与 N型半导体层11。 0084 步骤107：在金属反射层15外露的镂空区域32沉积一P极多层金属粘合层17，在 N型半导体层11外露的镂空区域33沉积一N极多层金属粘合层18。该P极多层金属粘合 层17与N极多层金属粘合。

38、层18分别包括粘附层、阻挡层及浸润层。该粘附层为Ti、Cr或 Al材料；该阻挡层为Ni或Pt材料；该浸润层为Au材料。 0085 该P极多层金属粘合层17与N极多层金属粘合层18主要是为后续电镀制备导电 支撑厚金属层提供基座。同时，该P极多层金属粘合层17可起到保护金属反射层15的作 用；该N极多层金属粘合层18可与N型半导体层11实现欧姆接触。 0086 在本实施例中，该N极多层金属粘合层18从蚀刻凹槽14的底部延伸至与该P极 多层金属粘合层17相水平的位置，以便于生成后续工序中的N极导电支撑厚金属层20。但 在实际生产过程中，该N极多层金属粘合层18也可局限于蚀刻凹槽14的底部，后续工序中。

39、 的N极导电支撑厚金属层20直接从蚀刻凹槽14内延伸出。 0087 步骤108：采用图案化电镀工艺或钉头凸点焊接(Stud Bump)工艺在P极多层金 属粘合层17与N极多层金属粘合层18上分别生成与该P极多层金属粘合层17电学连接 的P极导电支撑厚金属层19及与该N极多层金属粘合层18电学连接的N极导电支撑厚 金属层20。该P极导电支撑厚金属层19与该N极导电支撑厚金属层20首选NiCo合金材 料，也可以是Ni、Au、Cu、NiAu合金、NiCo合金中的其中一种或多种的组合，并且以Au材料 层作为电镀结束层。该P极导电支撑厚金属层19与该N极导电支撑厚金属层20的厚度为 1m-200m。 0。

40、088 步骤109：在GaN基外延薄膜上旋转涂布环氧树脂材料，通过多次高速旋转涂布来 达到理想的厚度，并在50至300的温度中对该环氧树脂材料进行热处理，使环氧树脂 材料固化形成固定膜21。较优的，该固定膜21的厚度为10m-200m。 0089 步骤110：采用光刻、显影与干法蚀刻工艺去除划片凹槽24内充填的环氧树脂材 料及固定膜21表面的部分环氧树脂材料，使P极导电支撑厚金属层19与N极导电支撑厚 金属层20的一端外露，制成带衬底的整片GaN基外延薄膜器件。 0090 步骤111：将上述整片GaN基外延薄膜器件固定在蓝膜25上，通过激光烧蚀剥离 衬底23，衬底23剥离后，经划片凹槽24的分。

41、割，整片GaN基外延薄膜器件分离为多个薄膜 LED芯片器件。 0091 在进行激光烧蚀剥离衬底23时，激光波长应小于GaN半导体材料的发光波长，具 体的包括193nm、248nm、266nm、355nm波长的激光。激光烧蚀截止于N型半导体层11与衬 底23的结合面，以此整面剥离衬底23，并且控制不损伤衬底23。 0092 步骤112：为提高薄膜LED芯片器件的外量子效率，在剥离衬底23后，还可进行 一步骤，对N型半导体层11的表面进行粗糙化处理，形成一粗糙化的表面22；或者，在该N 型半导体层11的表面沉积一钝化层(图未示)，该钝化层为SiO 2 或Si 3 N 4 材料，其厚度为 0.1m-。

42、1500m。 0093 请参阅图5，为薄膜LED芯片器件制造方法的第二实施例的，其绝缘固定膜采用具 有光刻性能的环氧树脂材料，如：SU-8、Photosensitive Benzocyclobutene(光敏苯并环丁 烯)等；或者，为具有光刻性能的玻璃材料，如：感光溶胶-凝胶玻璃。本实施例以采用具有 说 明 书CN 102683517 A 10 7/7页 11 光刻性能的环氧树脂材料为较佳实施例予以说明。 0094 采用具有光刻性能的环氧树脂材料时，其前序实施步骤与第一实施例的101步 骤-107步骤相同，不同之处在于，包括： 0095 步骤208：在GaN基外延薄膜上旋转涂布具有光刻性能的环。

43、氧树脂材料，通过多次 高速旋转涂布来达到理想的厚度。较优的，该固定膜21的厚度为10m-200m。 0096 步骤209：采用曝光与显影工艺去除与P极多层金属粘合层17及N极多层金属粘 合层18相对应的部分涂布材料，形成使该P极多层金属粘合层17及该N极多层金属粘合 层18外露的凹槽26；并在50至300的温度中进行热处理，使该具有光刻性能的环氧树脂 材料固化形成固定膜21。 0097 步骤210：去除划片凹槽24内充填的固定膜材料；同时，采用图案化电镀工艺在凹 槽26内形成与P极多层金属粘合层17电学连接的P极导电支撑厚金属层29及与N极多 层金属粘合层18电学连接的N极导电支撑厚金属层20。

44、，且该P极导电支撑厚金属层19与 该N极导电支撑厚金属层20的一端凸出于固定膜21，制成带衬底的整片GaN基外延薄膜器 件。 0098 该P极导电支撑厚金属层19与该N极导电支撑厚金属层20首选NiCo合金材料， 也可以是Ni、Au、Cu、NiAu合金、NiCo合金中的其中一种或多种的组合，并且以Au材料层 作为电镀结束层。该P极导电支撑厚金属层19与该N极导电支撑厚金属层20的厚度为 1m-200m。 0099 此步骤后，后续实施步骤与第一实施例的111步骤、112相同，在此就不再进行赘 述。同时，采用具有光刻性能的玻璃材料时，其实施步骤与采用具有光刻性能的环氧树脂材 料的实施步骤相同，因此。

45、，在此也不再进行赘述。 0100 请参阅图6，为薄膜LED芯片器件与电极化倒装基板结合的示意图。 0101 在制造薄膜LED芯片时，将薄膜LED芯片器件的P极导电支撑厚金属层19与N极 导电支撑厚金属层20分别与电极化倒装基板27的P电极结合区28与N电极结合区29对 位晶片键合，使导电支撑厚金属层产生熔融状态从而与电极倒装基板27上的电极焊盘形 成良好的电学接触以及力学结合，即通过导电支撑厚金属层19与N极导电支撑厚金属层20 分别连接电极化倒装基板27上的P电极结合区28与N电极结合区29，也就是通过导电支 撑厚金属层19与N极导电支撑厚金属层20连接P、N电极结合区28、29和PN绝缘隔。

46、离层 30。该电极化倒装基板27已事先制备完成，包含对应薄膜LED芯片器件的电路分布以及相 应的P、N焊盘。电极化倒装基板27有多种实施方式，例如，基板材料可以采用金属材料或 非金属材料。 0102 绝缘的固定膜21包裹于所有金属结构侧壁，填充于薄膜LED芯片器件与电极化倒 装基板27之间，保证了薄膜LED芯片器件与电极化倒装基板27间的绝缘连接。同时，通过 填充的绝缘固定膜21，降低了后续激光剥离工艺中晶片破裂的发生率，以提高产品良品率， 且由于可以对衬底23进行整面的剥离作业，剥离后的衬底23可被回收再利用，一定程度上 降低了生产成本。 0103 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限。

47、定本发明的实施范围；凡是依本 发明所作的等效变化与修改，都被本发明权利要求书的范围所覆盖。 说 明 书CN 102683517 A 11 1/8页 12 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102683517 A 12 2/8页 13 说 明 书 附 图CN 102683517 A 13 3/8页 14 说 明 书 附 图CN 102683517 A 14 4/8页 15 说 明 书 附 图CN 102683517 A 15 5/8页 16 说 明 书 附 图CN 102683517 A 16 6/8页 17 图4 说 明 书 附 图CN 102683517 A 17 7/8页 18 图5 说 明 书 附 图CN 102683517 A 18 8/8页 19 图6 说 明 书 附 图CN 102683517 A 19 。