CN107452842A - 采用减反膜降低垂直结构深紫外led激光剥离能量阈值的方法 - Google Patents

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CN107452842A CN201710833334.0A CN201710833334A CN107452842A CN 107452842 A CN107452842 A CN 107452842A CN 201710833334 A CN201710833334 A CN 201710833334A CN 107452842 A CN107452842 A CN 107452842A
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Abstract

本发明一种采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法：通过MOCVD生长深紫外AlGaN外延片，并将外延片键合到导电、导热衬底上；在蓝宝石衬底表面沉积一层或多层减反膜材料。准分子激光从具有上述减反膜的蓝宝石衬底表面进行辐照，完成蓝宝石衬底的有效剥离。本方法采用沉积减反膜的方法，利用反射激光在介质膜界面处的干涉相消，减弱激光在衬底表面的反射损耗，从而在较小的激光能量下就可以实现蓝宝石衬底的有效剥离。在激光剥离设备随着使用时长的增加出现能量衰减时，本发明提供方法能够降低剥离设备负荷、延迟设备寿命、节省能源，可以有效客服深紫外垂直结构LED衬底较难剥离的这一难题，对降低剥离工艺能量阈值具有实际应用价值。

Description

采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的 方法
技术领域
本发明涉及一种垂直结构深紫外(DUV)发光二极管(LED)器件的剥离方法，尤其涉及一种采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法。
背景技术
UVC波段(波长在200nm～280nm)的DUV LED器件在杀菌、照明、通信等领域有广泛的应用。目前，目前主要受限于材料生长质量差、散热不良等因素的影响，在UVC波段的深紫外LED内量子效率(IQE)非常低(不超过10％)，深紫外垂直结构LED使电流在芯片内均匀分布，从而很好地解决了散热问题。基于激光剥离技术的DUV垂直结构LED器件结构，以其优异的电流扩展性能和良好的散热特性在固态照明领域，特别是在大功率、低IQE的UVCLED方面具有广泛的应用前景。
LED工作的基础是p-n结以及其间的多量子阱结构组成的电子和空穴发光区域。UVC垂直结构LED器件的外延结构通常以蓝宝石(Al2O3)为基底，在蓝宝石(0001)面用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法沉积依次生长低温AlN缓冲层、u-AlGaN层、n-AlGaN层、多层量子阱及P-AlGaN层。然后用ICP刻蚀或湿法腐蚀的办法切割沟道，将芯片分割开来。在切割好的芯片P面上上蒸镀欧姆接触层、反射层、键合金属层，并在一定的温度和压力下与相应的金属沉底键合。用准分子激光剥离蓝宝石衬底后制作正负电极等。
激光剥离DUV垂直结构LED器件是采用准分子激光穿过蓝宝石衬底，在与蓝宝石交界面处的AlN层吸收光子并发生分解，实现AlN层与蓝宝石衬底层的剥离。由于AlN层属于超宽禁带半导体(禁带宽度为6.2eV)，激光剥离UVC LED技术的实现仍然面临很大的挑战。其中之一就是193nm分解AlN层需要极高的剥离能量阈值，受限于准分子激光器固有功率的限制，往往由于达不到剥离能量阈值而无法实现蓝宝石衬底的有效剥离。为了有效降低激光剥离UVC LED的剥离能量阈值，仍需要结构设计的创新。
现在一般采用的激光剥离方法是激光直接垂直穿过蓝宝石衬底照射AlN层，但由于蓝宝石衬底在193nm的折射率为1.83，根据垂直入射的菲涅尔透射公式T＝4n/(1+n)2，在经过蓝宝石/空气界面处时，有90％的激光透射入蓝宝石，但同时会有10％的激光被蓝宝石/空气界面反射回来。对于DUV垂直结构LED剥离工艺来说，如果能把这10％的交界面激光反射损耗尽量降到最低，对于进一步降低UVC垂直结构LED剥离能量阈值、较易实现DUV垂直结构LED激光剥离工艺具有重要意义。通常情况下，当激光能量达不到剥离阈值能量时，通过增大激光总体能量来实现蓝宝石衬底的剥离。然而，在激光剥离设备随着使用时长的增加出现较大能量衰减时，一味增大激光能量不仅增大设备的负荷、耗费能源，反而更加剧了激光能量的衰减，往往导致最终激光能量最终无法达到阈值剥离条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，以应用于深紫外激光剥离垂直结构DUV LED蓝宝石衬底的工艺。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，在垂直结构深紫外LED器件未剥离的蓝宝石衬底表面沉积减反膜，用于降低垂直结构深紫外LED器件的激光剥离能量阈值；
其中，减反膜是单层膜，或者是多层膜，多层膜是折射率渐变式多层薄膜，高低折射率交替的非周期性多层膜或者高低折射率交替的周期性多层膜。
本发明进一步的改进在于，具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积的方法，在蓝宝石衬底上依次生长低温AlN缓冲层、不掺杂AlGaN层、N型掺Si的AlGaN层、多量子阱AlGaN/AlGaN层、P型掺Mg的AlGaN层和P型掺Mg的GaN层，形成AlGaN深紫外外延片；
2)将所述AlGaN深紫外外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成台面；
3)在AlGaN深紫外外延片台面的P型上表面依次蒸镀欧姆接触层、反光层和键合层；
4)通过金属键合工艺将上述AlGaN深紫外外延片翻转粘合到导电、导热衬底上；
5)在蓝宝石衬底表面沉积减反膜；
6)准分子激光从蓝宝石衬底表面辐照上述AlGaN深紫外外延片，进而剥离掉蓝宝石衬底。
本发明进一步的改进在于，步骤1)中，多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为200nm-280nm。
本发明进一步的改进在于，步骤2)中，AlGaN深紫外外延片台面的刻蚀深度为6μm-30μm。
本发明进一步的改进在于，步骤5)中，沉积薄膜的材料为MgF2、LaF3和SiO2中的一种或者多种的组合。
本发明进一步的改进在于，步骤5)中，沉积薄膜是单层膜时，所使用介质材料对准分子激光的吸收损耗不高于1％，其折射率介于空气与蓝宝石之间，取1～1.83，沉积薄膜的厚度为d＝(m+1)λ/4n，其中，n为所沉积材料的折射率，λ为剥离时所使用激光的波长，m为4的整数倍。
本发明进一步的改进在于，步骤5)中，所使用介质材料对准分子激光的吸收损耗不高于1％。
本发明进一步的改进在于，步骤6)中，所使用准分子激光波长为193nm。
本发明所采用的方法具有以下优点：
本发明直接采用减反膜降低垂直结构DUV LED剥离能量阈值，在使用对准分子激光吸收损耗非常低的材料时，可以有效实现降低激光反射、增加透射率的功能，进而可以总体增强激光穿透蓝宝石面能量，能够进一步降低激光剥离能量阈值。经计算得出的采用减反膜后的激光剥离能量阈值最大可降低约为未镀减反膜时的90.00％，从而更有利于实现蓝宝石的有效剥离。
本发明采用的制备工艺步骤少、实际应用价值高。激光剥离能量不够时通常采用增大激光总体激发能量的方法，由于其受限于设备自身条件约束，并且随着设备使用时长的增加，激光激发能量会有较大衰减。本方法巧妙采用沉积减反膜的方法，利用薄膜层对激光反射部分干涉相消的原理，能够通过增加透射比例来达到降低激光剥离能量阈值的目的。该方法尤其在激光剥离设备出现能量衰减时，可以有效客服DUV垂直结构蓝宝石衬底很难剥离的这一难题，对改善剥离工艺具有实际意义。
附图说明
图1为采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法的结构示意图。
其中，1-蓝宝石衬底，2-低温AlN缓冲层，3-不掺杂AlGaN层，4-N型掺Si的AlGaN层，5-多量子阱AlGaN/AlGaN层，6-P型掺Mg的AlGaN层，7-P型掺Mg的GaN层，8-欧姆接触层、反光层和键合层，9-导电、导热衬底，10-减反膜。
图2a为计算的采用单层减反膜后，不同波长激光照射蓝宝石的反射率曲线。
图2b为计算的采用三层减反膜后，不同波长激光照射蓝宝石的反射率曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明，详尽描述采用减反膜降低垂直结构DUV LED激光剥离能量阈值的过程。
实施例1
本实例采用单层减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值，选用MgF2作为单层介质膜材料。选择在蓝宝石衬底表面沉积MgF2的薄膜厚度为33.5nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的90.35％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为220nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为10μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面沉积一层MgF2减反膜10，膜厚为33.5nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过单层MgF2减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
如图2a所示，通过沉积单层厚度为33.5nm的MgF2减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的0.389％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的90.35％。
实施例2
本实例采用单层减反膜LaF3材料来降低193nm激光剥离能量阈值，选择在蓝宝石衬底表面沉积LaF3的减反膜厚度为28.05nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的95.2917％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为240nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为15μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面沉积一层LaF3减反膜10，膜厚为28.05nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过单层LaF3减反薄10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过沉积单层厚度为28.05nm的LaF3减反薄，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的5.5532％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的95.2917％。
实施例3
本实例采用单层减反膜SiO2材料来降低193nm激光剥离能量阈值。
选择在蓝宝石衬底表面沉积SiO2的薄膜厚度为32.166nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的90.9639％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为280nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为30μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面沉积一层SiO2减反膜10，膜厚为32.166nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过单层SiO2减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过沉积单层厚度为32.166nm的SiO2减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的1.0597％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的90.9639％。
实施例4
本实例采用二层折射率渐变的减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积LaF3和SiO2作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，二层减反膜依次为LaF3和SiO2，薄膜厚度分别为5.2nm和24nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的91.2644％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为270nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为25μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积LaF3和SiO2二层减反膜10，薄膜厚度分别为5.2nm和24nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反薄膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过依次沉积LaF3和SiO2二层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的1.3854％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的91.2644％。
实施例5
本实例采用二层折射率渐变的减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积LaF3和MgF2作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，二层减反膜依次为LaF3和MgF2，薄膜厚度分别为4.7nm和25nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的90.5796％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为280nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为30μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积LaF3和MgF2二层减反膜10，薄膜厚度分别为4.7nm和25nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过依次沉积LaF3和MgF2二层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的0.6399％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的90.5796％。
实施例6
本实例采用三层折射率渐变的减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积MgF2、SiO2和LaF3和作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，三层减反膜依次为LaF3、SiO2和MgF2，薄膜厚度分别为28.05nm、32.16nm和33.05nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的93.6312％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为230nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为20μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积LaF3、SiO2和MgF2三层减反膜10，薄膜厚度分别为28.05nm、32.16nm和33.05nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过依次沉积LaF3、SiO2和MgF2三层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的3.8782％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的93.6312％。
实施例7
本实例采用三层折射率交替的非周期性减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积MgF2和LaF3作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，三层减反膜依次为MgF2、LaF3和MgF2，薄膜厚度分别为11.5nm、31.7nm和38.6nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的90.0002％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为250nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为10μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积MgF2、LaF3和MgF2三层减反膜10，薄膜厚度分别为11.5nm、31.7nm和38.6nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
如图2b所示，通过依次沉积MgF2、LaF3和MgF2三层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的0.000176％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的90.0002％。
实施例8
本实例采用三层折射率交替的非周期性减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积SiO2、MgF2和LaF3作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，三层减反膜依次为SiO2、LaF3和MgF2，薄膜厚度分别为28nm、30nm和40nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的90.2958％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为230nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为13μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积SiO2、LaF3和MgF2三层减反膜10，薄膜厚度分别为28nm、30nm和40nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过依次沉积SiO2、LaF3和MgF2三层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的0.3276％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的90.2958％。
实施例9
本实例采用四层折射率交替的周期性减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积MgF2和LaF3和作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，四层减反膜依次为LaF3、MgF2、LaF3和MgF2，薄膜厚度分别为32.5nm、30nm、32.5nm和30nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的90.2541％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为270nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为25μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积LaF3、MgF2、LaF3和MgF2四层减反膜10，薄膜厚度分别为32.5nm、30nm、32.5nm和30nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过依次沉积LaF3、MgF2、LaF3和MgF2四层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的0.2816％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的90.2541％。
实施例10
本实例采用四层折射率交替的周期性减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积SiO2和LaF3和作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，四层减反膜依次为LaF3、SiO2、LaF3和SiO2，薄膜厚度分别为5nm、10.9nm、5nm和10.9nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的93.7578％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为230nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为8μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积LaF3、SiO2、LaF3和SiO2四层减反膜10，薄膜厚度分别为5nm、10.9nm、5nm和10.9nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过依次沉积LaF3、SiO2、LaF3和SiO2四层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的4.008％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的93.7578％。
实施例11
本实例采用四层折射率交替的非周期性减反膜来降低193nm激光剥离能量阈值。
本实施例选择在蓝宝石衬底表面沉积MgF2和LaF3和作为镀膜材料。从蓝宝石衬底到空气，四层减反膜依次为LaF3、MgF2、LaF3和SiO2，薄膜厚度分别为5nm、5.5nm、5.9nm和11.3nm。
激光剥离能量阈值可降低为未镀减反膜时的92.1683％。
如图1所示，本发明采用减反膜降低垂直结构深紫外发光二极管剥离能量阈值方法的制作工艺流程具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法，在蓝宝石衬底1上依次生长低温AlN缓冲层2、不掺杂AlGaN层3、N型掺Si的AlGaN层4、多量子阱AlGaN/AlGaN层5、P型掺Mg的AlGaN层6和P型掺Mg的GaN层7，形成AlGaN DUV外延片。多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为280nm。
2)经过步骤1)后，将所述AlGaN DUV外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成250×500μm的台面尺寸，台面刻蚀深度为12μm；
3)经过步骤2)后，在AlGaN DUV外延片的P型掺Mg的GaN层7上表面依次通过电子束蒸镀Cr/Al/Ti/Au欧姆接触层、反光层和键合层8；
4)经过步骤3)后，通过金属键合工艺将上述AlGaN DUV外延片翻转键合到CuW导电、导热衬底9上。
5)经过步骤4)后，在蓝宝石衬底1表面依次沉积四层减反膜依次为LaF3、MgF2、LaF3和SiO2，薄膜厚度分别为5nm、5.5nm、5.9nm和11.3nm。
6)经过步骤5)后，193nm准分子激光穿过减反膜10从蓝宝石面衬底1表面辐照上述AlGaN DUV外延片，剥离掉蓝宝石衬底1。
通过依次沉积LaF3、MgF2、LaF3和SiO2四层减反膜，照射蓝宝石衬底面的193nm激光反射率降低为入射能量的2.3525％。相比于未镀减反膜时10％的反射率，在同样达到阈值剥离情况下，采用本发明后的激光照射阈值能量降低为未镀减反膜时的92.1683％。
从以上多个实施例可以看出：通过在蓝宝石衬底表面沉积一层或者多层折射交替的减反膜，可以有效降低入射激光的残余反射率。采用本发明能够有效降低激光剥离总体注入能量阈值多达10％。但由于在DUV波段薄膜的吸收损耗较大，在选用减反膜材料时，一定兼顾考虑材料的折射率和消光系数，在形成高、低折射率差的条件下，尽量选用对于剥离激光波长消光系数较小的材料，并且减反膜的总层数不宜太大。

Claims (8)

1.采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，在垂直结构深紫外LED器件未剥离的蓝宝石衬底表面沉积减反膜，用于降低垂直结构深紫外LED器件的激光剥离能量阈值；
其中，减反膜是单层膜，或者是多层膜，多层膜是折射率渐变式多层薄膜，高低折射率交替的非周期性多层膜或者高低折射率交替的周期性多层膜。
2.根据权利要求1所述的采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)采用金属有机化学气相沉积的方法，在蓝宝石衬底上依次生长低温AlN缓冲层、不掺杂AlGaN层、N型掺Si的AlGaN层、多量子阱AlGaN/AlGaN层、P型掺Mg的AlGaN层和P型掺Mg的GaN层，形成AlGaN深紫外外延片；
2)将所述AlGaN深紫外外延片通过光刻胶掩膜干法刻蚀形成台面；
3)在AlGaN深紫外外延片台面的P型上表面依次蒸镀欧姆接触层、反光层和键合层；
4)通过金属键合工艺将上述AlGaN深紫外外延片翻转粘合到导电、导热衬底上；
5)在蓝宝石衬底表面沉积减反膜；
6)准分子激光从蓝宝石衬底表面辐照上述AlGaN深紫外外延片，进而剥离掉蓝宝石衬底。
3.根据权利要求2所述的采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，步骤1)中，多量子阱AlGaN/AlGaN层的发光波长为200nm-280nm。
4.根据权利要求2所述的采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，步骤2)中，AlGaN深紫外外延片台面的刻蚀深度为6μm-30μm。
5.根据权利要求2所述的采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，步骤5)中，沉积薄膜的材料为MgF2、LaF3和SiO2中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求2所述的采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，步骤5)中，沉积薄膜是单层膜时，所使用介质材料对准分子激光的吸收损耗不高于1％，其折射率介于空气与蓝宝石之间，取1～1.83，沉积薄膜的厚度为d＝(m+1)λ/4n，其中，n为所沉积材料的折射率，λ为剥离时所使用激光的波长，m为4的整数倍。
7.根据权利要求2所述的采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，步骤5)中，所使用介质材料对准分子激光的吸收损耗不高于1％。
8.根据权利要求2所述的采用减反膜降低垂直结构深紫外LED激光剥离能量阈值的方法，其特征在于，步骤6)中，所使用准分子激光波长为193nm。
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