CN103258863A - 一种提高iii-v族化合物电子器件散热性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，该电子器件包括活性层、设置于活性层正面的金属电极以及设置于活性层背面的背衬层，该背衬层包括金属层和聚合物层，金属层与活性层背面连接，聚合物层粘结于金属层表面；该方法包括以下步骤：a.在活性层的正面粘贴临时转移层，该临时转移层覆盖金属电极和活性层；b.去除聚合物层；c.在金属层上粘结导热支撑层；d.移除临时转移层。该方法在保证电子器件完整性的情况下有效地去除背衬层中的聚合物层，并粘贴导热的支撑层，从而提高此类电子器件的散热性。

Description

一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法
技术领域
本发明涉及一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，属于高效太阳能加工、高性能LED加工、高性能半导体物理器件领域。
背景技术
外延剥离（ELO）技术来生产高效III-V族（比如说GaAs等）太阳能电池是一种相对新颖的技术。该技术利用在衬底材料上（一般是III-V族化合物半导体衬底,例如GaAs等）进行外延生长。外延生长包括牺牲层、器件层（也称活性层）和其它功能层。利用有选择性的化学腐蚀液（可以有效腐蚀掉牺牲层但是对器件层却没有损伤）腐蚀掉牺牲层，从而实现器件层与衬底材料的脱离。这种技术主要有以下几个优点：1.制备柔性器件；2.外延衬底材料的重复使用，降低了器件的成本；3.便于集成各种光学和电学结构，使得器件的物理性能大大提高；美国的Alta Devices Inc.用这种技术成功地打破了单节和双节太阳电池的世界记录。然而常用的ELO技术一般都是在背面有一个背衬层。这个背衬层可以对剥离下来的器件层形成有效的支撑（如果没有背衬层，很薄的III-V族半导体层就很容易破碎）。这个背衬层一般由金属层加聚合物层构成，这个背衬层一般都是柔性的，因此由剥离产生的物理器件也是柔性的。但是整个物理器件的最后背面都留有一层聚合物层。而这里的聚合物一般都是热的不良导体，以至器件不能满足对散热有比较高要求的一些应用，比如，红外激光二极管、聚光光伏太阳能、发光二极管（LED）等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，该方法在保证电子器件完整性的情况下有效地去除背衬层中的聚合物层，并粘贴导热的支撑层，从而提高此类电子器件的散热性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，该电子器件包括活性层、设置于活性层正面的金属电极以及设置于活性层背面的背衬层，该背衬层包括聚合物层和金属层，金属层与活性层背面连接，聚合物层粘结于金属层表面；该方法包括以下步骤：
a．在活性层的正面粘贴临时转移层，该临时转移层覆盖金属电极和活性层；
b.去除聚合物层；
c.在金属层上粘结导热支撑层；
d.移除临时转移层。
作为一种优选的方案，所述导热支撑层为导电的导热支撑层，该导电的导热支撑层做为活性层的另一电极。
作为一种优选的方案，所述导电的导热支撑层为金属层或者高掺杂的半导体层。
作为一种优选的方案，所述导热支撑层为非导电的导热支撑层，该非导电的导热支撑层上开有至少一个便于活性层与外部连通的通口。
作为一种优选的方案，所述非导电的导热支撑层为低掺杂半导体层或者陶瓷层。
作为一种优选的方案，所述导热支撑层为柔性的导热支撑层。
作为一种优选的方案，所述柔性的导热支撑层为金属薄膜层。
作为一种优选的方案，所述导热支撑层为硬性的导热支撑层。
作为一种优选的方案，所述的导热支撑层为金属片，或者半导体材料，或者陶瓷材料。
作为一种优选的方案，所述电子器件还包括抗反射层，该抗反射层涂覆于活性层的正面并包覆金属电极，该临时转移层则粘贴于抗反射层上。
采用了上述技术方案后，本发明的效果是：该方法通过粘贴在活性层正面的临时转移层为电子器件提供足够的支撑，从而在去除聚合物层时电子器件不易破碎，然后再在背面的金属层上粘结具有优良导热效果的导热支撑层，再移出临时转移层，这样，该电子器件的散热性显著提高，满足一些高散热要求的应用领域。
所述电子器件还包括抗反射层，该抗反射层涂覆于活性层的正面并包覆金属电极，该临时转移层则粘贴于抗反射层上，在电子器件的正面涂覆一层抗放射层，该抗反射层具有保护活性层的功效。当该电子器件用作太阳能电池用时可以降低太阳光的反射率，从而提高活性层对太阳光的利用率。而当该电子器件用作发光源时，可以增加光的透射率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的电子器件的结构剖视图；
图2.是图1中粘贴有临时转移层后的结构剖视图；
图3是在图2结构中去除聚合物层后的结构剖视图；
图4是在图3结构中粘结导热支撑层后的结构剖视图；
图5是在图4结构中去除临时转移层后的结构剖视图；
附图中：1.聚合物层；2.金属层；3.活性层；4.抗反射层；5.金属电极；6.粘结层；7.临时转移层；8.导热支撑层。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，该电子器件包括活性层3、设置于活性层3正面的金属电极5以及设置于活性层3背面的背衬层，该背衬层包括聚合物层1和金属层2，金属层2与活性层3背面连接，聚合物层1粘结于金属层2表面；当然，有些电子器件为了提高抗反射效果或者提高自身的出光率，在活性层3正面也可涂覆一层抗反射层4，该抗反射层4将活性层3正面以及金属电极5完全包覆。而该方法包括以下步骤：
a．在活性层3的正面通过粘结层6粘贴临时转移层7，该临时转移层7覆盖金属电极5和活性层3；此时，若是有抗反射层4，那么临时转移层7很明显就只能是粘贴在活性层3的正面并且是覆盖在抗反射层4上。该临时转移层7可以为Si、蓝宝石、碳化硅金属层、陶瓷、二氧化硅、玻璃中的一种，并且还需保证该临时转移层7的平整度。
b.去除聚合物层1，去除聚合物的方法主要有：有机物浸泡溶解，反应离子刻蚀，加热下机械剥离等；
c.在金属层2上粘结导热支撑层8；
d.移除临时转移层7，移出临时转移层7的方法主要有：有机物浸泡溶解，反应离子刻蚀，加热下机械剥离。
而该导热支撑层8的选择首先应当满足具有良好的导热性能；同时也应该具有一定的力学强度可以有效地支撑电子器件；另外则考虑到作为电子器件时电极的设置，因此，导热支撑层8为导电的导热支撑层8，该导电的导热支撑层8做为活性层3的另一电极。那么导电的导热支撑层8与金属电极5作为活性层3的两个电极，可对活性层3通电。至于导电的导热支撑层8可以选择金属层或者高掺杂的半导体层。该高掺杂的半导体层也可满足电子器件的导电性能要求。
当然，该导热支撑层8是否具有导电性能是除导热、支撑两个基本功能外额外附加的功能，因此，该导电性能也可以去除，因此，所述导热支撑层8为非导电的导热支撑层8，该非导电的导热支撑层8上开有至少一个便于活性层3与外部连通的通口，这样通过这些通口可以实现导电效果。此时，非导电的导热支撑层8可选择为低掺杂半导体层或者陶瓷层。
另外，该导热支撑层8也可按照软硬程度进行选择，例如可选择柔性金属薄膜层。也可为硬性的导热支撑层8，例如金属片、导热陶瓷或者导热的半导体材料。
该方法中针对的电子器件结构中，背衬层还有可能只有聚合物层1而无金属层2，那么该方法同样适用，只是需要局部调整，例如在步骤c中，就不是在金属层2上粘结导热支撑层8，而是直接在活性层3的背面粘结导热支撑层8。

Claims (10)

1.一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，该电子器件包括活性层、设置于活性层正面的金属电极以及设置于活性层背面的背衬层，该背衬层包括金属层和聚合物层，金属层与活性层背面连接，聚合物层粘结于金属层表面；该方法包括以下步骤：
a．在活性层的正面粘贴临时转移层，该临时转移层覆盖金属电极和活性层；
b.去除聚合物层；
c.在金属层上粘结导热支撑层；
d.移除临时转移层。
2.如权利要求1所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述导热支撑层为导电的导热支撑层，该导电的导热支撑层做为活性层的另一电极。
3.如权利要求2所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述导电的导热支撑层为金属层或者高掺杂的半导体层。
4.如权利要求1所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述导热支撑层为非导电的导热支撑层，该非导电的导热支撑层上开有至少一个便于活性层与外部连通的通口。
5.如权利要求4所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述非导电的导热支撑层为低掺杂半导体层或者陶瓷层。
6.如权利要求1所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述导热支撑层为柔性的导热支撑层。
7.如权利要求6所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述柔性的导热支撑层为金属薄膜层。
8.如权利要求1所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述导热支撑层为硬性的导热支撑层。
9.如权利要求8所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述的导热支撑层为金属片,或者半导体，或者导热陶瓷材料。
10.如权利要求1所述的一种提高III-V族化合物电子器件散热性的方法，其特征在于：所述电子器件还包括抗反射层，该抗反射层涂覆于活性层的正面并包覆金属电极，该临时转移层则粘贴于抗反射层上。
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