褶皱的石墨烯2。
[0030]步骤3:参照图3所示，利用半导体工艺技术，在LED外延片衬底8上形成同面电极开口的LED单元6排布阵列。参照图4所示，满足本制备方法的LED的阵列单元6应形成类似的结构:首先在外延生长时，LED单元6与衬底8之间应该生长一层刻蚀停止层7，将LED单元与衬底8隔离开来，而用于去除衬底8的腐蚀液对刻蚀停止层与衬底之间应有高的刻蚀选择比，这样可以保证在去除衬底8时的精确定位停止，也可以保护LED的有源区。其次要将LED单元的正面一侧进行一定的刻蚀，到达下接触层，使LED的η型接触层9和ρ型接触层10均在正面暴露出来，以方便之后与石墨稀2形成接触，在此，LED单元大小与单元间距等参数可根据不同的应用要求而进行调整。
[0031]步骤4:参照图5与图6所示，将带有褶皱石墨烯2的胶带5的石墨烯2 —侧与LED外延片的LED单元6 —侧平整贴合，然后放置在热板上120度热烘lOmin，使石墨烯2与外延片的贴合比较牢固。然后将外延片连同胶带5 —起放入50°C的热丙酮中，水浴加热保持温度，每半小时换用新的热丙酮，大约I小时30分钟后，胶带5会彻底溶胀离开外延表面，而石墨烯2会自然下垂与LED单元6不同高度的位置形成接触，完成互联，保留在外延片上。
[0032]步骤5:参照图7所示，利用传统平面半导体工艺，用光刻胶作掩膜，使用RIE或O2等离子体刻蚀将外延片上的石墨烯2进行图形化，形成石墨烯互联导线，将LED单元6阵列连接起来。图6中的互联示意是最简单的串联形式，而实际的互联排布可以通过版图进行自定义，并不限于此处的互联形式。
[0033]步骤6:参照图8所示，利用传统平面半导体工艺，在石墨烯2互联的外接处形成接触金属11。具体操作是采用剥离工艺，先旋涂光刻胶并图形化生长金属的开孔，然后磁控溅射生长金属，最后进行剥离以形成金属图形化。关于生长的金属材料，金属Ti的功函数与石墨烯2的功函数最为接近，在石墨烯2上生长金属Ti可以形成比较好的欧姆接触，此处生长的金属厚度可以根据需要进行选择，比如生长5nm金属Ti和20nm金属Au，来形成电极接出。
[0034]步骤7:参照图9所示，在形成好石墨烯2互联的LED阵列表面上涂覆柔性可延展材料12，如PDMS或ECOFLEX (模具硅橡胶，美国Smooth-on公司ECOFLEX 30)，对LED阵列进行柔性封装。比如用ECOFLEX进行封装，具体操作是将ECOFLEX的A、B两组分按照体积比1:1进行均匀混合，然后静置除气后，涂覆在LED阵列6表面形成约1_的薄膜12，室温下静置4h，固化后即完成封装。
[0035]步骤8:在完成柔性封装后，利用传统半导体外延片机械减薄和磨抛，以及化学刻蚀等工艺，对LED外延的衬底进行去除操作。彻底去除衬底后，就形成了用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列，参照图10所示；
[0036]步骤9:如有需要，可以在去除掉衬底的一面再进行一次柔性封装，从而保护其中的无机LED阵列，封装的方法同步骤7。
[0037]本发明提出的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，是将铜箔/镍箔基底生长的石墨烯做三次转移，转移中间形成一次收缩，最终在LED外延片上形成褶皱的可拉伸型褶皱石墨烯，并完成LED阵列的互联。利用石墨烯导电导热性好，机械强度高，对光的吸收率低等特点，形成高可延展性以及高出光效率的柔性LED阵列，而且所形成的LED阵列在外加偏压一定的情况下，其亮度会随形变而发生变化，因此可以用作直接可视化的应力传感设备。
[0038]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，包括如下步骤: 步骤1:将生长在基底上的石墨烯转移到PDMS上； 步骤2:将PDMS上的石墨烯转移到预拉伸的超弹性胶带或薄膜上； 步骤3:将胶带回缩，从而压缩石墨烯，使其形成褶皱石墨烯； 步骤4:在LED外延片上形成同面电极开口的LED单元排布阵列； 步骤5:将褶皱的石墨烯从胶带上转移至形成了 LED单元排布阵列的所述LED外延片上，并去除胶带； 步骤6:对转移到所述LED外延片上的褶皱石墨烯完成图形化，形成LED单元排布阵列的互联； 步骤7:在石墨烯上生长接触金属，并引出导线； 步骤8:对形成互联的LED单元排布阵列做表面柔性封装，并去除所述LED外延片上的衬底，形成以石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列。2.如权利要求1所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，所述基底为铜箔或镍箔，且所述石墨烯为通过CVD方法生长在基底上的单层或多层石墨烯。3.如权利要求1所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，所述的可拉伸超弹性胶带或薄膜为能够满足预拉伸和去除条件的胶带或薄膜。4.如权利要求1所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，所述LED单元排布阵列中，LED的有源区与衬底之间具有刻蚀停止层。5.如权利要求1所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，步骤6中对所述石墨烯的图形化方法采用通过光刻胶作掩膜的氧离子刻蚀或RIE刻蚀。6.如权利要求1所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，步骤7中，在所述石墨稀上生长的金属为T1、Au或Ti/Au合金；如果采用Ti/Au合金，则先形成Ti与石墨烯的直接接触，然后在其上面生长Au。7.如权利要求1所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，步骤8中对形成互联的LED单元排布阵列做表面柔性封装的材料采用硅胶。8.如权利要求7所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，所述硅胶为PDMS或ECOFLEX。9.如权利要求1所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，所述方法还包括: 步骤9:在所述LED外延片去除衬底的一面再进行一次柔性封装。10.如权利要求3所述的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，其中，所述的可拉伸超弹性胶带或薄膜为美国3M公司生产的VHB 4905/4910型号的胶带。
【专利摘要】本发明公开了一种用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列的制备方法，该制备方法包括：铜箔/镍箔基底的石墨烯转移到PDMS；将PDMS上的石墨烯转移到预拉伸胶带；预拉伸胶带回缩；利用半导体工艺技术，在LED外延片上形成同面电极开口LED单元排布成的阵列；将通过胶带回缩形成的褶皱石墨烯转移到形成LED单元阵列的外延片上；胶带的去除；石墨烯的图形化；与石墨烯接触金属的生长，图形化和电极引出；对LED表面进行柔性封装；柔性封装后去除LED的衬底，对LED背面进行柔性封装。本发明制备的用石墨烯作透明互联的可延展无机柔性LED阵列，具有可延展性强，电阻和光强对形变灵敏，出光效率高等特点。
【IPC分类】H01L21/768, H01L27/15, H01L33/00, H01L21/77
【公开号】CN105006450
【申请号】CN201510548646
【发明人】宋国峰, 白霖, 徐云, 李晓敏
【申请人】中国科学院半导体研究所
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月31日