CN101728476A - 一种用于led氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法 - Google Patents
一种用于led氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101728476A CN101728476A CN200910194043A CN200910194043A CN101728476A CN 101728476 A CN101728476 A CN 101728476A CN 200910194043 A CN200910194043 A CN 200910194043A CN 200910194043 A CN200910194043 A CN 200910194043A CN 101728476 A CN101728476 A CN 101728476A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- gallium nitride
- layer
- preparation
- plating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims abstract description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 3
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 45
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于LED氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法，包括：对有氮化镓膜层的衬底进行导电化处理；在有氮化镓膜层的衬底表面镀上金属甲；在金属甲镀层表面镀上金属乙；交替镀金属甲和乙若干次，形成多金属层结构；在其表面通过电镀铜加厚；在铜表面，镀上金属丙；最后得到用于LED的氮化镓外延层转移的高导热金属基板。本发明采用的原料均不含重金属，对环境友好，而且原料简单易得，生产工艺易于操作；采用本发明所述的方法转移后的制得的为金属基板LED发光器件，适用于大功率LED领域。制成的LED发光效率高，能耗低，使用寿命长，且生产成本较低，符合大规模工业应用的条件，产品质量标准符合欧盟标准和美国标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于LED氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法。
背景技术
硅基氮化镓外延层转移技术，是近几年LED领域研究很热的方向。研究人员将氮化镓生长在硅、蓝宝石、SiC等材料上，用来生产发光二极管(LED)。但是由于蓝宝石的散热性较差，导致生产的LED使用寿命较短，严重影响其实用领域；而SiC基片生产成本较高，也限制其工业应用。在这种情况下，人们将基片转向单晶硅。由于单晶硅生产工艺成熟，原材料易得，现正逐步取代了以前的基片材料。随着研究的深入，人们发现硅对可见光有吸收，而且散热性能也不甚理想。于是考虑将生长在衬底上的氮化镓膜层转移至导热性能优良的金属上，从而提高LED的使用寿命，适合于大功率LED的应用领域。然而，在氮化镓外延层转移至金属衬底后，由于衬底金属与氮化镓的膨胀系数差别较大，导致氮化镓外延层产生碎裂，因而影响了LED后续加工的进行。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能有效防止转移后氮化镓外延层碎裂的用于LED氮化镓外延层转移的高导热金属基板。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于LED氮化镓外延层转移的高导热金属基板，包括氮化镓膜层和经导电化处理的氮化镓膜层衬底，衬底上镀有多层金属层。
本发明的另一个目的是提供上述高导热金属基板的制备方法，包括以下步骤：
(1)对有氮化镓膜层的衬底进行导电化处理；
(2)在有氮化镓膜层的衬底表面镀上第一金属层；
(3)在第一金属层表面镀上第二金属层；
(4)交替镀第一金属层和第二金属层若干次，形成多金属层结构；
(5)在多金属层结构表面通过电镀铜加厚；
(6)在铜表面，镀上第三金属层。
在上述制备方法中，步骤(1)中所述的对有氮化镓膜层的衬底进行导电化处理，是指通过一定的方法使之能够导电。所述的方法有电镀、化学镀、离子镀和物理法溅射各种金属或金属合金。
在上述制备方法中，步骤(2)中所述第一金属层为低膨胀系数金属，优选为锡、铬、钛、铟、铜、镍、钨或其合金。
在上述制备方法中，步骤(3)中所述第二金属层为高导热金属，优选为银、金、铜、铝或其合金。
在上述制备方法中，步骤(4)中交替镀第一金属层和第二金属层的次数为2～6次。
在上述制备方法中，步骤(5)中通过电镀铜加厚，其厚度在60～150μm。
在上述制备方法中，步骤(6)中所述第三金属层为高导电耐腐蚀金属，优选为金、铂、铑或其合金。
在上述制备过程中，衬底的表面镀金属层的方法可以是电镀、化学镀、离子镀或溅射。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过将将氮化镓转移至含有多金属层结构的衬底，使之与氮化镓膨胀系数匹配，从而有效防止了转移后氮化镓外延层的碎裂，保证后续工艺的顺利进行。
(2)本发明提供的转移方法，采用的原料均不含重金属，对环境友好，而且原料简单易得，生产工艺简单易于操作；
(3)本发明提供的方法转移后的GaN膜层制成的大功率LED发光效率高，能耗低，使用寿命长，且生产成本较低，符合大规模工业应用的条件，产品质量标准符合欧盟标准和美国标准。
具体实施方式
实施例1：
在生长有氮化镓的衬底表面，通过溅射一层金属铬，实现其导电化。然后利用电镀工艺，在导电化的衬底表面镀上一层金属锡；接着通过化学镀工艺，在其上镀上一层金属金；金属镀层锡和金交替镀三次，得到用于LED的氮化镓外延层转移的缓冲结构；然后通过电镀铜加厚，最后通过溅射工艺，在铜表面生长一层金；即可得到用于LED的氮化镓外延层转移的高导热金属基板。
实施例2：
在生长有氮化镓的衬底表面，通过溅射一层金属金，实现其导电化。然后利用电镀工艺，在导电化的衬底表面镀上一层金属铜；接着通过化学镀工艺，在其上镀上一层金属锡；金属镀层锡和铜交替三次，得到用于LED的氮化镓外延层转移的缓冲结构；然后通过电镀铜加厚，最后通过化学镀工艺，在铜表面镀一层金；即可得到用于LED的氮化镓外延层转移的高导热金属基板。
实施例3：
在生长有氮化镓的衬底表面，通过溅射一层金属金，实现其导电化。然后利用电镀工艺，在导电化的衬底表面镀上一层金属镍；接着离子镀工艺，在其上镀上一层金属铝；金属镀层镍和铝交替三次，得到用于LED的氮化镓外延层转移的缓冲结构；然后通过电镀铜加厚；最后通过溅射工艺，在铜表面生长一层金属铂；即可得到用于LED的硅基氮化镓外延层转移的高导热金属基板。
实施例4：
在生长有氮化镓的衬底表面，通过溅射一层镍铬合金，实现其导电化。然后利用电镀工艺，在导电化的衬底表面镀上一层金属铜；接着通过离子镀工艺，在其上镀上一层金属铝；金属镀层铜和铝交替两次，得到用于LED的氮化镓外延层转移的缓冲结构；然后通过电镀铜加厚；最后通过溅射工艺，在铜表面生长一层金属铑；即可得到用于LED的硅基氮化镓外延层转移的高导热金属基板。
实施例5：
在生长有氮化镓的衬底表面，通过溅射一层金属银，实现其导电化。然后离子镀工艺，在导电化的衬底表面镀上一层金属钛；接着通过电镀工艺，在其上镀上一层金属铜；金属镀层钛和铜交替三次，得到用于LED的氮化镓外延层转移的缓冲结构；然后通过电镀铜加厚；最后通过溅射工艺，在铜表面生长一层金属铂；即可得到用于LED的硅基氮化镓外延层转移的高导热金属基板。
Claims (9)
1.一种用于LED氮化镓外延层转移的高导热金属基板，包括氮化镓膜层，其特征在于还包括经导电化处理的氮化镓膜层衬底，衬底上镀有多层金属层。
2.权利要求1所述高导热金属基板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)对有氮化镓膜层的衬底进行导电化处理；
(2)在有氮化镓膜层的衬底表面镀上第一金属层；
(3)在第一金属层表面镀上第二金属层；
(4)交替镀第一金属层和第二金属层若干次，形成多金属层结构；
(5)在多金属层结构表面通过电镀铜加厚；
(6)在铜表面，镀上第三金属层。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底或碳化硅衬底。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述第一金属层为锡、铬、钛、铟、铜、镍、钨或其合金。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述第二金属层为银、金、铜、铝或其合金。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中交替镀第一金属层和第二金属层的次数为2～6次。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(5)中通过电镀铜加厚，其厚度在60～150μm。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(6)中所述第三金属层为金、铂、铑或其合金。
9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述镀所采用的方法为电镀、化学镀、离子镀或物理法溅射。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910194043A CN101728476A (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 一种用于led氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910194043A CN101728476A (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 一种用于led氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101728476A true CN101728476A (zh) | 2010-06-09 |
Family
ID=42449038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910194043A Pending CN101728476A (zh) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | 一种用于led氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101728476A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103618003A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-03-05 | 石以瑄 | 具有改良栅极的高电子迁移率晶体管 |
| CN103824854A (zh) * | 2014-02-22 | 2014-05-28 | 石以瑄 | 改进线宽均匀性及减少通道中缺陷，并基于高电子迁移率晶体管的交换电路及微波集成电路 |
| US9496454B2 (en) | 2011-03-22 | 2016-11-15 | Micron Technology, Inc. | Solid state optoelectronic device with plated support substrate |
-
2009
- 2009-11-20 CN CN200910194043A patent/CN101728476A/zh active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9496454B2 (en) | 2011-03-22 | 2016-11-15 | Micron Technology, Inc. | Solid state optoelectronic device with plated support substrate |
| US10483481B2 (en) | 2011-03-22 | 2019-11-19 | Micron Technology, Inc. | Solid state optoelectronic device with plated support substrate |
| CN103618003A (zh) * | 2013-11-18 | 2014-03-05 | 石以瑄 | 具有改良栅极的高电子迁移率晶体管 |
| CN103618003B (zh) * | 2013-11-18 | 2017-04-12 | 石以瑄 | 具有改良栅极的高电子迁移率晶体管 |
| CN103824854A (zh) * | 2014-02-22 | 2014-05-28 | 石以瑄 | 改进线宽均匀性及减少通道中缺陷，并基于高电子迁移率晶体管的交换电路及微波集成电路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Qiu et al. | Improved interfacial adhesion between diamond film and copper substrate using a Cu (Cr)–diamond composite interlayer | |
| CN103249248B (zh) | 复合基板、制造方法及基于该复合基板的led垂直芯片结构 | |
| CN101853822B (zh) | 散热器件及其制造方法 | |
| CN104562110B (zh) | 一种具优良导热及耐腐蚀性能的铝基镀镍锌石墨烯薄膜材料及其制备方法 | |
| CN101599523A (zh) | 采用导电聚合物转移的垂直结构led芯片及其制造方法 | |
| CN102983124A (zh) | 具有散热装置的led光源 | |
| CN101321428A (zh) | 一种高散热电路板及其制作方法 | |
| CN103553029A (zh) | 一种基于竖直石墨烯的散热材料的制备方法 | |
| CN102983234A (zh) | 制作柔性金字塔阵列GaN基半导体发光二极管的方法 | |
| CN102694093A (zh) | 制作微纳金字塔氮化镓基垂直结构发光二极管阵列的方法 | |
| CN101728476A (zh) | 一种用于led氮化镓外延层转移的高导热金属基板及其制备方法 | |
| CN103258926B (zh) | 一种led垂直芯片结构及制作方法 | |
| CN106784224A (zh) | 生长在玻璃衬底上的led外延片及其制备方法 | |
| CN103533764A (zh) | 非导电基板上形成导体线路的制造方法 | |
| CN202189826U (zh) | 蓝光led外延芯片结构 | |
| CN101298674B (zh) | 绝缘导热金属基板的制造方法 | |
| CN201725788U (zh) | 新型散热器件 | |
| CN101325235B (zh) | 一种用于led的硅基氮化镓外延层转移方法 | |
| CN206422088U (zh) | 生长在玻璃衬底上的led外延片 | |
| CN103806058A (zh) | 一种led引脚电镀高光泽银镀层的方法 | |
| CN202166020U (zh) | 一种复合散热器 | |
| CN206422090U (zh) | 生长在玻璃衬底上的InGaN/GaN多量子阱 | |
| CN106505135A (zh) | 生长在玻璃衬底上的InGaN/GaN多量子阱及其制备方法 | |
| CN103354220B (zh) | 用于光学和电子器件的图案化结构基板 | |
| CN104966771A (zh) | 一种石墨烯-氮化硼-氮化镓led芯片及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100609 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |