技术特征：
1.一种垂直结构led芯片的制造方法，其中，包括：在第一晶圆表面形成第一键合层，所述第一晶圆包括第一衬底以及位于所述第一衬底表面的外延层；在第二衬底表面形成第二键合层；在所述第一键合层和/或第二键合层表面上形成第三键合层；通过所述第一键合层、所述第二键合层以及所述第三键合层将所述第一晶圆与所述第二衬底键合在一起；将所述第一衬底剥离；其中，所述第一键合层、所述第二键合层为高熔点金属层，所述第三键合层为低熔点金属层。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，采用液相瞬态键合工艺将所述第一晶圆与所述第二衬底键合在一起。3.根据权利要求2所述的制造方法，其中，所述第一晶圆和所述第二衬底的键合环境为真空，键合温度比所述第三键合层的熔点温度高5℃～20℃，键合压力为5000kgf～15000kgf，键合时间不小于10分钟。4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述键合温度为160℃～260℃。5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，在第一晶圆表面形成第一键合层以及在第二衬底表面形成第二键合层的步骤后，还包括：对所述第一键合层和所述第二键合层进行快速退火处理以形成降低应力的所述第一键合层和降低应力的所述第二键合层。6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述快速退火处理的方法包括激光退火技术或者强光退火技术，所述退火处理的温度为400℃～800℃，所述退火处理的时间小于2分钟。7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第二衬底为硅、铜、钼、钨、钼铜合金、钨铜合金、铝硅合金衬底中的一种，所述第一衬底为氧化镓、碳化硅、硅、蓝宝石、氧化锌、镓酸锂单晶衬底或耐高温金属衬底中的一种。8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一键合层为金、铜、镍单层或二元金属体系中的一种，所述第一键合层的厚度为200纳米～2微米。9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第二键合层为金、铜、镍单层或二元金属体系中的一种，所述第二键合层的厚度为200纳米～2微米。10.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第三键合层为锡、铟单层或二元金属体系中的一种，所述第三键合层的厚度为100纳米～2微米。11.根据权利要求1所述的制造方法，其中，在第一衬底表面形成外延层的步骤包括：在所述第一衬底表面上形成依次堆叠的缓冲层、本征半导体层、第一半导体层、发光层、电子阻挡层以及第二半导体层。12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，还包括：在所述第二半导体层表面依次形成第一欧姆接触层、反射镜层以形成所述第一晶圆；在所述反射镜层和所述第二衬底表面分别形成金属阻挡层，所述金属阻挡层分别位于所述第二衬底和所述第二键合层之间，以及位于所述反射镜
层和所述第一键合层之间。13.根据权利要求1所述的制造方法，其中，采用激光剥离、化学机械减薄、化学湿法腐蚀、干法刻蚀中的一种或多种工艺组合将所述第一衬底剥离。14.根据权利要求12所述的制造方法，其中，将所述第一衬底剥离包括：对所述缓冲层进行分解，采用化学湿法腐蚀技术将所述缓冲层分解后的产物去除，以露出所述本征半导体层。15.根据权利要求14所述的制造方法，其中，还包括：采用光刻工艺和刻蚀工艺依次刻蚀所述本征半导体层、所述第一半导体层、所述发光层、所述电子阻挡层、所述第二半导体层的边缘以形成暴露所述第一欧姆接触层的表面的第一台阶，所述第一台阶的侧壁与所述第一欧姆接触层的表面形成第一夹角；在所述本征半导体层中形成开口并在所述开口中形成与所述第一半导体层接触的第一电极；在所述第二衬底远离所述第二键合层的表面形成第二电极；以及在所述本征半导体层的表面、所述第一台阶的侧壁和所述第一欧姆接触层的表面形成钝化层。16.根据权利要求15所述的制造方法，其中，还包括：对所述本征半导体层的表面进行粗化。17.根据权利要求15所述的制造方法，其中，所述第一夹角为30
°
～60
°
。18.根据权利要求11所述的制造方法，其中，还包括：形成依次贯穿所述第二半导体层、所述电子阻挡层、所述发光层的通孔，所述通孔暴露所述第一半导体层的表面；在所述通孔中形成与所述第一半导体层接触的第二欧姆接触层；在所述第二半导体层表面依次形成第一欧姆接触层、反射镜层、金属阻挡层；在所述金属阻挡层表面以及所述通孔中形成介质层，并在所述介质层中形成暴露所述第二欧姆接触层的开口，以形成所述第一晶圆；在所述介质层表面形成所述第一键合层，在所述第二衬底表面形成所述第二键合层。19.根据权利要求18所述的制造方法，其中，还包括：在所述第二衬底和所述第二键合层之间形成金属阻挡层。20.根据权利要求18所述的制造方法，其中，将所述第一衬底剥离的步骤包括：对所述第一衬底减薄并刻蚀以去除所述第一衬底以及所述缓冲层，露出所述本征半导体层的表面。21.根据权利要求20所述的制造方法，其中，还包括：对所述本征半导体层的表面进行粗化；采用光刻工艺和刻蚀工艺依次刻蚀所述本征半导体层、所述第一半导体层、所述发光层、所述电子阻挡层、所述第二半导体层、所述第一欧姆接触层、所述反射镜层的边缘以形成暴露所述金属阻挡层表面的第二台阶；在所述第二台阶的下表面形成与所述金属阻挡层接触的第二电极；在所述本征半导体层表面以及所述第二台阶的侧壁形成钝化层；以及对所述第二衬底远离所述第二键合层的表面减薄并形成第一电极。
技术总结
公开了一种垂直结构LED芯片的制造方法，包括在第一晶圆表面形成第一键合层，第一晶圆包括第一衬底以及外延层；在第二衬底表面形成第二键合层；在第一键合层和/或第二键合层表面上形成第三键合层；通过第一键合层、第二键合层及第三键合层将第一晶圆与第二衬底键合；将第一衬底剥离；第一键合层、第二键合层为高熔点金属层，第三键合层为低熔点金属层。在衬底转移过程中，通过第一键合层、第二键合层、第三键合层将外延层和第二衬底键合，第一键合层、第二键合层为高熔点金属层，第三键合层为低熔点金属层，在键合温度略高于第三键合层的熔点温度的环境下将外延层和第二衬底键合，以降低因材料晶格常数和热膨胀系统差异所导致的键合后翘曲问题。的键合后翘曲问题。的键合后翘曲问题。
技术研发人员：范伟宏 毕京锋 郭茂峰 李士涛 赵进超 金全鑫 石时曼
受保护的技术使用者：厦门士兰明镓化合物半导体有限公司
技术研发日：2021.06.11
技术公布日：2021/11/2