CN107808911A - 一种微型薄膜外延结构层转移方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微型薄膜外延结构层转移方法，包括如下步骤：制作外延层‑制作磁性金属层‑制作粘合层‑形成外延层单元结构‑去除掩膜层‑转移到中转基板上‑剥离衬底‑转移到吸头上‑转移到基板上‑布线；本发明通过磁性中转基板和具有磁性的转移吸头，可以实现LED薄膜外延层周期性、批量化的转移至基板上，进一步实现单色、双色、全彩的柔性显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种转移方法，尤其是一种微型薄膜外延结构层转移方法，属于半导体外延结构的技术领域。
背景技术
LED具有高光效、高响应、高色域、低光衰、低能耗等特点，在微型显示应用领域已广受关注。目前微星显示领域内均采用整面键合的方式将LED发光单元与驱动IC连接，并且在柔性显示单色、双色、彩色应用领域还无可行性方案；同时微型显示屏在生产流程中，将LED外延结构的转移采用整面键合的方式，这样只能一个一个外延结构进行键合，效率较低，进而影响微型显示屏的生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微型薄膜外延结构层转移的方法，实现薄膜外延层周期性、批量化的转移操作，可转移至基板或其他柔性自支撑基板，实现单色、双色、全彩的柔性显示。
为实现以上技术目的，本发明采用的技术方案是：一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一. 制作外延层：提供一蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上依次生长N-GaN层、MQW发光层、P-GaN层，完成GaN外延层的制作；
步骤二. 制作磁性金属层：利用电子束蒸镀或磁控溅射技术，在GaN外延层上表面制作磁性金属层；
步骤三. 制作粘合层：利用旋涂或喷淋技术，在磁性金属层表面制作粘合层；
步骤四. 形成外延层单元结构：在粘合层表面制作有图形的掩膜层，利用湿法腐蚀液将非掩膜区域的粘合层和磁性金属层去除，再利用ICP刻蚀工艺，将非掩膜区域的GaN外延层刻蚀掉，形成若干个独立的外延层单元结构；
步骤五. 去除掩膜层：通过湿法去胶液将掩膜层去除；
步骤六. 转移到中转基板上：在粘合层表面，利用磁性金属层的电磁力将GaN外延层与磁性中转基板连接，形成临时键合；
步骤七. 剥离衬底：利用激光剥离技术，将蓝宝石衬底与GaN外延层分离，使得若干个独立的外延层单元结构转移到磁性中转基板上；
步骤八. 转移到吸头上：采用具有磁性的转移吸头吸住外延层单元结构的下表面，将磁性中转基板上的外延层单元结构与磁性中转基板分离；
步骤九. 转移到基板上：将转移吸头上的若干个独立的外延层单元结构与基板对位热压，通过粘合层将若干个独立的外延层单元结构粘到基板上，完成GaN薄膜外延层的转移；
步骤十. 布线：通过光刻、蒸镀、刻蚀工艺，在基板上制作横向和纵向线路，用于柔性显示屏中各像素点的信号控制。
进一步地，所述磁性金属层的金属可以为Ni或Fe或Co。
进一步地，所述粘合层的材料为的材料为双组份环氧胶，在热压过程中，用于将若干个独立的外延层单元结构和基板进行粘合。
进一步地，所述掩膜层为光刻胶。
进一步地，所述转移吸头包括三层，上下两层为隔板，中间设置有若干个均匀分布的可编程微磁场单元。
进一步地，所述基板为FPC柔性基板或硅基板或PCB板。
进一步地，所述转移吸头中可编程微磁场单元与磁性金属层间的电磁力大于磁性中转基板与磁性金属层间的电磁力。
从以上描述可以看出，本发明的有益效果在于：
1）本发明通过磁性金属层与磁性中转基板间的电磁力，将GaN外延层转移到磁性中转基板上；
2）本发明通过转移吸头的可编程微磁场单元与磁性中转基板间的电磁力，将GaN外延层转移到转移吸头上；
3）本发明通过粘合层，将GaN外延层热压到基板上，实现了周期性、批量化薄膜结构搬运，为柔性显示屏批量生产提供技术支持，同时提高了微型显示屏的生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例中形成GaN外延层的剖视结构示意图。
图2为本发明实施例中形成磁性金属层和粘合层的剖视结构示意图。
图3为本发明实施例中形成多个外延层单元结构的剖视结构示意图。
图4为本发明实施例中外延层单元结构转移到中转基板上剖视结构示意图。
图5为本发明实施例中剥离衬底后的剖视结构示意图。
图6为本发明实施例中外延层单元结构转移到吸头上的剖视结构示意图。
图7为本发明实施例中外延层单元结构转移到基本上的剖视结构示意图。
图8为本发明转移方法的流程图。
附图标记说明：1-蓝宝石衬底、2-N-GaN层、3-MQW发光层、4-P-GaN层、5- 磁性金属层、6-粘合层、7-磁性中转基板、8-转移吸头、9-可编程微磁场单元、10-基板、11-GaN外延层。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征是，包括如下步骤：
如图1所示，步骤一. 制作外延层：提供一蓝宝石衬底1，在所述蓝宝石衬底1上依次生长N-GaN层2、MQW发光层3、P-GaN层4，完成GaN外延层11的制作；
如图2所示，步骤二. 制作磁性金属层5：利用电子束蒸镀或磁控溅射技术，在GaN外延层11上表面制作磁性金属层5，所述磁性金属层5的金属可以为Ni或Fe或Co；
步骤三. 制作粘合层6：利用旋涂或喷淋技术，在磁性金属层5表面制作粘合层6，所述粘合层6的材料为双组份环氧胶，在热压过程中，用于将若干个独立的外延层单元结构和基板10进行粘合；
如图3所示，步骤四. 形成外延层单元结构：在粘合层6表面制作有图形的掩膜层，所述掩膜层为光刻胶，利用湿法腐蚀液将非掩膜区域的粘合层6和磁性金属层5去除，再利用ICP刻蚀工艺，在光刻胶的遮挡下，将非掩膜区域的GaN外延层刻蚀掉，形成若干个独立的外延层单元结构；
步骤五. 去除掩膜层：通过湿法去胶液将掩膜层（即光刻胶）去除；
如图4所示，步骤六. 转移到中转基板上：在粘合层6表面，利用磁性金属层5的电磁力将GaN外延层11与磁性中转基板7连接，形成临时键合；
如图5所示，步骤七. 剥离衬底：利用激光剥离技术，将蓝宝石衬底1与GaN外延层分离，使得若干个独立的外延层单元结构转移到磁性中转基板7上；
如图6所示，步骤八. 转移到吸头上：采用具有磁性的转移吸头8吸住外延层单元结构的下表面，将磁性中转基板7上的外延层单元结构与磁性中转基板7分离；所述转移吸头8包括三层，上下两层为隔板，中间层设置有若干个均匀分布的可编程微磁场单元9，在转移过程中，可编程微磁场单元9与磁性金属层5之间产生电磁吸力，通过电磁吸力将外延层单元结构吸附在转移吸头8上，且所述转移吸头8中可编程微磁场单元9与磁性金属层5间的电磁力大于磁性中转基板7与磁性金属层5间的电磁力；
如图7所示，步骤九. 转移到基板10上：将转移吸头8上的若干个独立的外延层单元结构与基板10对位热压，通过粘合层6将若干个独立的外延层单元结构粘到基板10上，完成GaN薄膜外延层的转移；所述基板10为FPC柔性基板或硅基板或PCB板；
步骤十. 布线：通过光刻、蒸镀、刻蚀工艺，在基板10上制作横向和纵向线路，用于柔性显示屏中各像素点的信号控制。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤一. 制作外延层：提供一蓝宝石衬底（1），在所述蓝宝石衬底（1）上依次生长N-GaN层（2）、MQW发光层（3）、P-GaN层（4），完成GaN外延层（11）的制作；
步骤二. 制作磁性金属层（5）：利用电子束蒸镀或磁控溅射技术，在GaN外延层（11）上表面制作磁性金属层（5）；
步骤三. 制作粘合层（6）：利用旋涂或喷淋技术，在磁性金属层（5）表面制作粘合层（6）；
步骤四. 形成外延层单元结构：在粘合层（6）表面制作有图形的掩膜层，利用湿法腐蚀液将非掩膜区域的粘合层（6）和磁性金属层（5）去除，再利用ICP刻蚀工艺，将非掩膜区域的GaN外延层刻蚀掉，形成若干个独立的外延层单元结构；
步骤五. 去除掩膜层：通过湿法去胶液将掩膜层去除；
步骤六. 转移到中转基板上：在粘合层（6）表面，利用磁性金属层（5）的电磁力将GaN外延层（11）与磁性中转基板（7）连接，形成临时键合；
步骤七. 剥离衬底：利用激光剥离技术，将蓝宝石衬底（1）与GaN外延层分离，使得若干个独立的外延层单元结构转移到磁性中转基板（7）上；
步骤八. 转移到吸头上：采用具有磁性的转移吸头（8）吸住外延层单元结构的下表面，将磁性中转基板（7）上的外延层单元结构与磁性中转基板（7）分离；
步骤九. 转移到基板（10）上：将转移吸头（8）上的若干个独立的外延层单元结构与基板（10）对位热压，通过粘合层（6）将若干个独立的外延层单元结构粘到基板（10）上，完成GaN薄膜外延层的转移；
步骤十. 布线：通过光刻、蒸镀、刻蚀工艺，在基板（10）上制作横向和纵向线路，用于柔性显示屏中各像素点的信号控制。
2.根据权利要求1所述的一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征在于，所述磁性金属层（5）的金属可以为Ni或Fe或Co。
3.根据权利要求1所述的一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征在于，所述粘合层（6）的材料为双组份环氧胶，在热压过程中，用于将若干个独立的外延层单元结构和基板（10）进行粘合。
4.根据权利要求1所述的一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征在于，所述掩膜层为光刻胶。
5.根据权利要求1所述的一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征在于，所述转移吸头（8）包括三层，上下两层为隔板，中间层设置有若干个均匀分布的可编程微磁场单元（9）。
6.根据权利要求1所述的一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征在于，所述基板（10）为FPC柔性基板或硅基板或PCB板。
7.根据权利要求1所述的一种微型薄膜外延结构层转移方法，其特征在于，所述转移吸头（8）中可编程微磁场单元（9）与磁性金属层（5）间的电磁力大于磁性中转基板（7）与磁性金属层（5）间的电磁力。
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