GaAs基倒装LED芯片以及LED显示装置的制作方法

本实用新型涉及LED芯片制备技术领域，特别涉及一种GaAs基倒装 LED芯片以及LED显示装置。

背景技术：

GaAs基LED芯片既可作为发光器件，也可作为光电显示器件，并以其低能耗、高亮度的优势被广泛应用。在GaAs基LED芯片的制备工艺中，将整个芯片分割成所需求尺寸的单一晶粒是不可或缺的一道工序。

目前，在对GaAs基倒装LED芯片进行切割时，是使用金刚刀实现，并对切割后的芯片进行清洗。

然而，由于GaAs材料比较脆，而且芯片正背面会蒸镀比较厚的金属材料，使得芯片本身的应力较大，再加上切割时金刚刀直接接触芯片，这就使得芯片加工时容易破碎，芯片周围边缘容易产生崩边、崩角、裂纹等，导致产品良率较低。

技术实现要素：

为解决目前通过金刚刀对GaAs基倒装LED芯片进行切割时，导致产品良率比较低的技术问题，本实用新型提供一种GaAs基倒装LED芯片以及LED显示装置。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种GaAs基倒装LED芯片，其采用的技术方案如下：

所述GaAs基倒装LED芯片包括：多个阵列结构和依次设置于多个阵列结构上的反射层、键合层和基板；其中：

初始结构包括外延片以及位于外延片上表面的金属接触层；

所述外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N-GaAs层、量子阱层、P-GaAs层和P-GaP欧姆接触层；

所述阵列结构为对所述初始结构经过湿法刻蚀、化学湿法腐蚀以及超声震荡后的结构，其中，相邻阵列结构之间形成切割道。

可选的，所述金属接触层的材料为Au和/或AuBe，所述键合层的材料为Ti/Pt，所述反射层的材料为Au。

可选的，所述金属接触层的厚度为所述键合层的厚度为所述反射层的厚度为

可选的，所述键合层的厚度为所述反射层的厚度为

本实用新型还提供了一种LED显示装置，所述LED显示装置包括如上所述的GaAs基倒装LED芯片。

本实用新型的有益效果是：

通过采用湿法刻蚀工艺制备切割道，并在后期与化学湿法腐蚀和超声震荡的方法相结合，有效减少因切割崩边、崩角、裂纹及未清洗干净的残渣造成LED芯片良率低的问题，因而提高了产品良率。另外，由于在键合之前已经形成切割道，所以键合时的气泡可以通过切割道排出，因而能够减少键合时的气泡，并形成有效化学键，使键合更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的流程图。

图2为外延片和金属接触层的示意图。

图3为制备得到的切割道的示意图。

图4为本实用新型实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种GaAs基倒装LED芯片的制备方法，制备方法包括如下步骤S1至步骤S7：

S1、制备GaAs基倒装LED芯片的外延片；其中，外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N-GaAs层、量子阱层、P-GaAs层和P-GaP欧姆接触层。

其中，N-GaAs层提供电子，量子阱层是发光层，P-GaAs层提供空穴层。

S2、在P-GaP欧姆接触层上表面制备金属接触层。

其中，金属接触层用于与P-GaP欧姆接触层。如图2所示，其为经过步骤S1和步骤S2制备得到的外延片和金属接触层的示意图。金属接触层为p电极层，在制备p电极时，通过对p电极层剥离即可得到。

可选地，金属接触层的材料为Au和/或AuBe。也就是说，P-GaP欧姆接触层的材料可以为Au，也可以为AuBe，还可以为Au和AuBe。其中，金属接触层的厚度为优选为其中，与“nm”之间的关系为

优选地，金属接触层的材料为Au/AuBe/Au。也就是说，在制备金属接触层时，先制备一层Au层，然后在Au层上制备一层AuBe层，最后再在 AuBe层再制备一层Au层。在该种方式下，金属接触层的厚度优选为 500/500/

S3、在金属接触层上表面制备键合图形，其中，键合图形的尺寸为LED 芯片预设的切割道尺寸。

其中，切割道尺寸根据LED芯片的尺寸而定。LED芯片预设的切割道尺寸为预先根据LED芯片的尺寸设计的切割道的尺寸。

具体地，在金属接触层上表面制备键合图形时，键合图形的制作方法步骤包括涂胶、曝光、显影、刻蚀、去胶等工艺，具体可参见领域内的相关图形制备方法，本实施例对此不作详细阐述。

S4、根据制备的键合图形采用湿法刻蚀工艺刻蚀切割道至N-GaAs层上表面。

如图3所示，其为制备得到的切割道的示意图。通过该步骤即得到了切割道。

可选地，该步骤S4中湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液的成分为H3PO4、H2O2和H2O的混合液。其中，H3PO4：H2O2：H2O的比例为2:0.3～1.5:10～20。优选地，H3PO4：H2O2：H2O的比例为2:1:20。

S5、在基板上表面依次制备键合层和反射层，并将已经制备好反射层和键合层的基板与经步骤S4处理后的外延片进行键合，其中，键合时的温度为300～400℃，键合时间为200～300ms。

其中，键合工艺在相应的键合设备中完成。

可选地，键合层的材料可以为Ti/Pt，即在制备键合层时，先制备一层 Ti层，再制备一层Pt层。另外，当键合层的材料可以为Ti/Pt时，键合层的厚度可以为300～700/也就是说，键合层中Ti层的厚度为Pt层的厚度也为优选地，当键合层的材料为Ti/Pt 时，键合层的厚度为500/

可选地，反射层的材料包括但不限于Au。反射层的厚度可以为优选为

S6、采用化学湿法腐蚀工艺去掉GaAs衬底和AlGaAs缓冲层。

其中，该步骤S6中化学湿法腐蚀工艺采用的腐蚀液的成分均为H3PO4、 H2O2和H2O的混合液，其中，H3PO4：H2O2：H2O的比例为2:0.3～1.5:10～20。优选地，H3PO4：H2O2：H2O的比例为2:1:20。

S7、将经步骤S6处理后的外延片置于丙酮溶液中，并在30～60℃的条件下进行超声震荡，超声波的频率为30～60MHZ，超声震荡的时间为 3～8min，以将GaInP腐蚀停止层和N-GaAs层震荡掉。

可选地，步骤S7中超声震荡的温度为45℃，超声波的频率为45MHZ，超声震荡的时间为5min。试验表明，当满足这些超声条件时，不仅可以快速地去除GaInP腐蚀停止层和N-GaAs层，而且去除地比较彻底。

完成该步骤后，通过领域中的相关划片、裂片等工艺即完成GaAs基倒装LED芯片的制备。

本实用新型实施例提供的制备方法，通过采用湿法刻蚀工艺制备切割道，并在后期与化学湿法腐蚀和超声震荡的方法相结合，有效减少因切割崩边、崩角、裂纹及未清洗干净的残渣造成LED芯片良率低的问题，因而提高了产品良率。另外，由于在键合之前已经形成切割道，所以键合时的气泡可以通过切割道排出，因而能够减少键合时的气泡，并形成有效化学键，使键合更加稳定。

实施例2

如图4所示，本实施例提供了一种GaAs基倒装LED芯片，该GaAs 基倒装LED芯片采用实施例1所述的GaAs基倒装LED芯片的制备方法制备得到，该GaAs基倒装LED芯片包括：

多个阵列结构和依次设置于多个阵列结构上的键合层、反射层、基板；其中：

初始结构包括外延片以及位于外延片上表面的金属接触层；

所述外延片自下而上依次包括GaAs衬底、AlGaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、N-GaAs层、量子阱层、P-GaAs层和P-GaP欧姆接触层；

切割道通过对所述初始结构依次进行湿法刻蚀、化学湿法腐蚀以及超声震荡后形成；

所述湿法刻蚀，用于根据预设在金属接触层上表面的键合图形，从金属接触层刻蚀至N-GaAs层上表面；所述键合图形的尺寸为LED芯片预设的切割道尺寸；

所述化学湿法腐蚀，用于去掉GaAs衬底和AlGaAs缓冲层；

所述超声震荡，用于在丙酮溶液中进行超声震荡，以去除GaInP腐蚀停止层和N-GaAs层；所述超声震荡时的温度条件为30～60℃，超声波的频率为30～60MHZ，超声震荡的时间为3～8min；

所述阵列结构为所述初始结构经过湿法刻蚀、化学湿法腐蚀以及超声震荡后的结构，其中，相邻阵列结构之间为切割道；

所述键合层、反射层和基板与多个阵列结构键合时的温度为 300～400℃，键合时间为200～300ms。

可选的，所述金属接触层的材料为Au和/或AuBe，所述键合层的材料为Ti/Pt，所述反射层的材料为Au。

可选的，所述金属接触层的厚度为所述键合层的厚度为所述反射层的厚度为

可选的，所述键合层的厚度为所述反射层的厚度为

关于GaAs基倒装LED芯片中各组成部分的材料、厚度及该GaAs基倒装LED芯片具体制备方法等内容，可以参见实施例1中的内容，此处不再赘述。

本实施例中的GaAs基倒装LED芯片，由于采用了实施例1所述的GaAs 基倒装LED芯片的制备方法，因而可以提高产品良率。

实施例3

本实施例提供了一种LED显示装置，该LED显示装置包括实施例2 所述的GaAs基倒装LED芯片。

本实施例中的LED显示装置，由于采用了实施例2所述的GaAs基倒装LED芯片，因而可以提高产品良率。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。