CN114078988B - 一种红光led芯片制备方法及红光led芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红光LED芯片制备方法及红光LED芯片。通过晶粒胶层中的粘附胶实现红光外延层与绝缘基板的结合，实现红光外延层从生长基板到绝缘基板的转移。同时，在晶粒胶层中靠近红光外延层的一侧设置有晶粒层，晶粒层由多个处于同一水平面的胶体晶粒形成。相较于纯粘附胶层，胶体晶粒能够提升晶粒胶层对激光能量的吸收率，从而提升激光对粘附胶的分解效率与分解的彻底程度。而且，晶粒层处于晶粒胶层中靠近红光外延层的一侧，因此，晶粒胶层中首先被分解的会是靠近红光外延层的粘附胶，这就使得剥离绝缘基板时粘附在红光外延层上的粘附胶能得到快速彻底的分解，从而避免粘附胶残留在红光外延层上，提升了红光LED芯片的出光效果。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种红光LED芯片制备方法及红光LED芯片。
背景技术
目前，LED高清显示方案中都离不开红光、绿光、蓝光LED芯片。这三种颜色的LED芯片最终的制备过程都是在蓝宝石衬底上进行的，制备完成后，需要采用激光分离LED芯片与蓝宝石衬底。该工艺过程对于蓝光或绿光LED芯片而言，成熟简单。但对于红光LED芯片而言，因为红光外延层实际上是通过BCB(苯并环丁烯)胶粘接在蓝宝石衬底上的，因此，剥离蓝宝石衬底实际上就是通过分解BCB胶层从而解除其对红光LED芯片与蓝宝石衬底的粘接结合，但因为BCB胶对激光的吸收较差，所以，该过程中纯粹是靠物理冲击作用使BCB胶发生碳化而分解，这就容易出现去胶不完全的问题，从而使得残胶遗留在红光LED芯片上，影响红光LED芯片显示效果。
因此，如何改善红光LED芯片与蓝宝石衬底的剥离效果是目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种红光LED芯片制备方法及红光LED芯片，旨在解决相关生产红光LED芯片的技术中剥离红光LED芯片与蓝宝石衬底时，容易遗留残胶在红光LED芯片上影响红光LED芯片显示效果的问题。
本申请提供一种红光LED芯片制备方法，包括：
在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层，晶粒胶层包括粘附胶及被粘附胶包覆的多个胶体晶粒，多个胶体晶粒处于同一水平面形成晶粒层，晶粒层位于晶粒胶层靠近红光外延层的一侧；
利用晶粒胶层中的粘附胶将绝缘基板粘附在晶粒胶层上并去除生长基板，以将红光外延层从生长基板转移至绝缘基板；
设置与红光外延层中半导体层电连接的电极；
采用激光分解晶粒胶层中的粘附胶，以分离红光外延层与绝缘基板。
上述红光LED芯片制备方法，通过晶粒胶层中的粘附胶实现红光外延层与绝缘基板的结合，从而完成红光外延层从生长基板到绝缘基板的转移。同时，在晶粒胶层中靠近红光外延层的一侧设置有晶粒层，晶粒层由多个处于同一水平面的胶体晶粒形成。相较于纯粘附胶层，晶粒胶层中的胶体晶粒能够提升晶粒胶层对激光能量的吸收率，从而提升激光对粘附胶的分解效率与分解的彻底程度。而且，晶粒层处于晶粒胶层中靠近红光外延层的一侧，因此，晶粒胶层中首先被分解的会是靠近红光外延层的粘附胶，这就使得在剥离绝缘基板的过程中，粘附在红光外延层上的粘附胶能得到快速彻底的分解，从而避免粘附胶残留在红光外延层上。该红光LED芯片制备方法提升了红光LED芯片的出光效果，增强了红光LED芯片的品质。
可选地，在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层包括：
在置于生长基板的红光外延层上设置混晶胶，以形成包括一层胶体晶粒的晶粒层；粒混晶胶包括粘附胶以及分散在粘附胶中的胶体晶粒；
在晶粒层上设置纯粘附胶形成纯胶层，晶粒层与纯胶层共同构成晶粒胶层。
上述红光LED芯片制备方法中，设置晶粒胶层时，先在置于生长基板的红光外延层上通过混晶胶形成一层晶粒层，然后再晶粒层上在通过粘附胶设置纯胶层，让晶粒层与纯胶层共同构成晶粒胶层。这样保证晶粒胶层中有且仅有靠近红光外延层的一侧的一层晶粒层，使得晶粒胶层中靠近红光外延层的一侧对激光的吸收率一定是最高的，因此这一侧的粘附胶也能最快得到最彻底的分解，从而让晶粒胶层快速彻底地从红光外延层上脱落。而且，即便是激光对粘附胶的分解不彻底，但残胶也基本会留在靠近绝缘基板的一侧，而不是红光外延层上，进一步提升了红光外延层与晶粒胶层分离的彻底程度，增强了红光LED芯片的品质。
可选地，红光外延层中包括依次设置的第一半导体层、有源层、第二半导体层，在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层之前，还包括：在第二半导体层上设置空穴分散层；
在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层包括：在空穴分散层上设置晶粒胶层。
可选地，空穴分散层包括ITO(氧化铟锡)层。
可选地，胶体晶粒的粒径基于米氏散射原理以及激光的波长确定。
上述红光LED芯片制备方法中，利用了米氏散射原理结合激光的波长来确定胶体晶粒的粒径，这样制备出的胶体晶粒的粒径能够更契合分解晶粒胶层时所用激光的波长，可以对该波长的激光进行高效率的吸收，从而提升激光分解晶粒胶层的效率与彻底程度。
可选地，在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层之前，还包括：
基于米氏散射原理以及激光的波长确定胶体晶粒的粒径，粒径d＝αλ/mπ；d为粒径；α为无因次粒径参量，取值为大于等于5；λ为激光的波长；m为胶体晶粒材质的折射率；
基于确定出的粒径制备胶体晶粒。
上述红光LED芯片制备方法中，在确定胶体晶粒的粒径时，将米氏散射原理中无因次粒径参量α的值设置为大于等于5，这样可以保证激光在该粒径的胶体晶粒中传播时，能量能够前向集中，从而使得90％以上的能量被吸收以分解粘附胶，损耗极少，提升了激光的利用率。在此基础上，因为激光利用率提高，因此，晶粒胶层吸收同等激光能量的情况下，激光设备所发出激光的能量可以降低，这样避免了激光对红光外延层的损伤，提升了红光LED芯片的品质。
可选地，采用激光分解晶粒胶层中的粘附胶包括：
采用波长为266nm的激光分解晶粒胶层中的粘附胶。
上述红光LED芯片制备方法中，可以采用波长为266nm的激光分解晶粒胶层，因为所发出激光波长为266nm的激光设备常见，可以直接获取使用，有利于简化红光LED芯片的生产工艺，提升红光LED芯片的生产效率。
可选地，粘附胶为苯并环丁烯BCB胶。
可选地，胶体晶粒的材质包括二氧化硅和聚苯乙烯中的任意一种。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种红光LED芯片，该红光LED芯片采用如上任一项的红光LED芯片制备方法制得。
上述红光LED芯片，在制备过程中可以通过晶粒胶层中的粘附胶实现红光外延层与绝缘基板的结合，从而完成红光外延层从生长基板到绝缘基板的转移。同时，在晶粒胶层中靠近红光外延层的一侧设置有晶粒层，晶粒层由多个处于同一水平面的胶体晶粒形成。相较于纯粘附胶层，晶粒胶层中的胶体晶粒能够提升晶粒胶层对激光能量的吸收率，从而提升激光对粘附胶的分解效率与分解的彻底程度。而且，晶粒层处于晶粒胶层中靠近红光外延层的一侧，因此，晶粒胶层中首先被分解的会是靠近红光外延层的粘附胶，这就使得在剥离绝缘基板的过程中，粘附在红光外延层上的粘附胶能得到快速彻底的分解，从而避免粘附胶残留在红光外延层上，提升了红光LED芯片的出光效果，增强了红光LED芯片的品质。
附图说明
图1为本发明中示出的相关技术制备红光LED过程中的一种状态变化示意图；
图2为本发明一种可选实施例中提供的红光LED芯片制备方法的流程图；
图3为本发明一种可选实施例中提供的制备红光LED过程中的一种状态变化示意图；
图4为本发明一种可选实施例中提供的一种晶粒胶层的正视图；
图5为本发明一种可选实施例中提供的另一种晶粒胶层的正视图；
图6为本发明一种可选实施例中提供的形成晶粒胶层的流程图；
图7为本发明一种可选实施例中提供的形成晶粒胶层过程中的状态变化示意图；
图8为折射率m的取值1.33时，α分别取值为5与6的散射光强的矢极图；
图9为本发明另一种可选实施例中提供的红光LED芯片制备方法的流程图；
图10为本发明另一种可选实施例中提供的制备红光LED过程中的一种状态变化示意图；
图11为本发明另一种可选实施例中提供的红光LED芯片的一种结构示意图。
附图标记说明：
110-GaAs衬底；111-N型半导体层；112-有源层；113-P型半导体层；114-ITO层；115-BCB胶层；30-生长基板；31-红光外延层；32-空穴分散层；33-晶粒胶层；330-粘附胶；331-晶粒层；34-绝缘基板；71-晶粒层；72-纯胶层；100-生长基板；101-红光外延层；102-空穴分散层；103-晶粒胶层；1031-晶粒层；1032-纯胶层；104-蓝宝石基板；1100-红光LED芯片；1101-第一半导体层；1102-有源层；1103-第二半导体层；1104-ITO层；1105-第一电极；1106-第二电极。
请注意：附图说明中提及的图号应与下面的说明书内容提及的图号及说明书附图中的附图图号保持一致，附图说明中图的数量也应与说明书附图中图的数量一致。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
目前，LED高清显示屏的制备方案中是将红光、绿光、蓝光LED芯片焊接到驱动基板上，每个像素点由红光、绿光、蓝光三颗LED芯片组成，像素点排列成点阵结构，每个像素点中的LED芯片可以被单独驱动并可以支持分别调节红光、绿光、蓝光LED芯片的亮度。
在制备红光、绿光、蓝光LED芯片时，蓝光、绿光LED芯片可直接在蓝宝石衬底上生长GaN(氮化镓)基结构，由于蓝宝石衬底材料不导电，因此生长出GaN基结构后可直接在该蓝宝石衬底上制备出蓝光或绿光LED芯片。但红光LED芯片一般在GaAs(砷化镓)衬底上生长AlGaInP(铝镓铟磷)基结构，请结合图1中的(a)，由于GaAs衬底110材料导电，所以，逐步生长出N型半导体层111、有源层112、P型半导体层113，沉积ITO(氧化铟锡)层114后，需要将红光外延层转移至蓝宝石衬底120后才能继续完成红光LED芯片的制备：相关技术中通常是采用在ITO层114上旋涂BCB胶形成BCB胶层115，请结合图1中的(b)，然后利用BCB胶层115的粘合性将红光外延层转移至蓝宝石衬底120，如图1中的(c)与(d)所示。
红光外延层转移至蓝宝石衬底120后，将会设置分别与两个半导体层连接的电极，如图1中的(e)所示。LED芯片制备完成后，需要将LED芯片从蓝宝石衬底上剥离下来。目前最常见的剥离方式是激光剥离(Laser Lift Off，LLO)。激光剥离的实质是因为材料对特殊波段激光的吸收：材料吸收光子能量，从而电子跃迁至激态，最终分解。蓝光、绿光LED芯片中因为是直接采用激光分解GaN，利用GaN→Ga+N2的原理使得蓝宝石衬底与LED芯片分离。GaN材料对激光的吸收率高，因此可以使得蓝光、绿光LED芯片能够较为彻底地从蓝宝石基板上脱离。但红光LED芯片中，剥离蓝宝石衬底与红光LED芯片实质就是分解BCB胶层，BCB对激光的吸收较差，该过程纯粹是靠物理冲击作用使BCB胶发生碳化而分解，如图1中的(f)，此种情况下，容易出现残胶或者去胶不完全的问题，影响红光LED芯片的显示效果。
基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
一种可选实施例：
本实施例提供一种红光LED芯片制备方法，请参见图2示出的红光LED芯片制备方法的流程图，以及图3示出的制备红光LED芯片过程中的状态变化示意图：
S202：在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层。
本实施例中的红光外延层就是制备红光LED芯片的外延层，红光外延层通常是在砷化镓材质的生长基板上生长出来的，请参见图3(a)所示，红光外延层31处于生长基板30上。由于砷化镓材质的生长基板30具有导电性，因此不适合继续在该生长基板30上进行红光LED芯片制备的后续流程，故，本实施例中生长出红光外延层之后，会将红光外延层31转移至绝缘基板上。为了实现红光外延层31的转移，相关技术中是通过在红光外延层31上设置BCB胶层，利用BCB胶层的粘接性完成红光外延层31与绝缘基板的结合，但由于BCB胶对激光的吸收率不高，后续过程中分离红光外延层与绝缘基板时，只能通过激光对BCB胶的物理冲击作用使BCB胶发生碳化而分解，容易遗留残胶在红光LED芯片上，影响红光LED芯片显示效果。因此，在本实施例中通过设置晶粒胶层来代替BCB胶层，请结合图3(b)：
晶粒胶层33包括粘附胶以及被粘附胶330包覆的晶粒层331，粘附胶330具有粘附作用，因此，利用晶粒胶层33中的粘附胶330可以实现红光外延层31与绝缘基板的结合。
毫无疑义的是，红光外延层31中包括第一半导体层、第二半导体层以及介于二者间的有源层。可以理解的是，在第一半导体层、第二半导体层中，有一个是N型半导体层，另一个是P型半导体层。在本实施例中，当红光外延层31位于生长基板上时，第一半导体层位于第二半导体层下方，而在红光外延层31上设置晶粒胶层33时，红光外延层31尚处于生长基板上，故，晶粒胶层33是位于第二半导体层上方的。
考虑到红光LED芯片中半导体层对空穴的分散能力差，容易导致电子直接从一个电极处以最短路径穿过有源层到达另一半导体层上的电极处，进而引起红光LED芯片出光不均的问题，所以，在本实施例的一些示例中，红光外延层31上还设置有空穴分散层32，用于将空穴均匀分散到半导体层的整面上，提升红光LED芯片出光的均匀程度。
在本实施例的一些示例当中，空穴分散层32可以为ITO层，当然，本领域技术人员可以理解的是，ITO层并不是唯一可行的空穴分散层32，只要空穴分散层32具有较好的导电性能，能实现空穴传输功能即可。
当红光外延层31中包括空穴分散层32时，晶粒胶层33就是设置在空穴分散层32上的。
晶粒层331中包括多个胶体晶粒，多个胶体晶粒处于同一水平面上，从而形成层结构。在本实施例中，晶粒层331位于晶粒胶层33中靠近红光外延层31的一侧。一些示例当中，晶粒层331中的胶体晶粒甚至可以与红光外延层33的外表面相切。可以理解的是，在这种情况下，红光外延层31与晶粒胶层33间的结合就只能靠存在于胶体晶粒与胶体晶粒间缝隙中的粘附胶进行粘接。当然，另一些情况中，晶粒层331与红光外延层31之间可能会有一层较薄的粘附胶，这样能够提升晶粒胶层33与红光外延层31之间结合的可靠性。
通常情况下，晶粒胶层33中的粘附胶与胶体晶粒都是透明的，可以供激光在其中传播。本实施例中，胶体晶粒的材质包括但不限于二氧化硅(SiO2)和聚苯乙烯中的任意一种。在本实施例的一些示例当中，粘附胶330可以是BCB胶。当然，本领域技术人员可以理解的是，粘附胶330除了可以通过BCB胶实施以外，也可以为其他具有粘附作用的胶。
在本实施例的一些示例中，一个晶粒胶层33中各胶体晶粒的形状、尺寸基本都是一致的。通常情况下，胶体晶粒是球形的，不过在实际生产过程中，由于工艺误差等因素的影响可能导致胶体晶粒并不是严格的球形，例如可能是椭球形，不规则的球形或椭球形。基于各胶体晶粒的形状与尺寸特点可知，晶粒层331的胶体晶粒之间必定是存在间隙的，在本实施例中，这些间隙会被粘附胶330填充。
在本实施例的一些示例当中，晶粒层遍布红光外延层31的表面，且其中任意相邻的两个胶体晶粒间的间隙尺寸不会超过胶体晶粒的粒径，请参见图4示出的一种晶粒胶层的正视图。这样可以保证晶粒层不会存在面积太大的间隙区域，从而保证胶体晶粒遍布红光外延层的表面。一些示例中，晶粒层中相邻胶体晶粒基本相切，请参见图5示出的另一种晶粒胶层的正视图。这样可以使得晶粒层中胶体晶粒的排布更严密，在后续过程中提升对激光的吸收率。
在本实施例的一些示例当中，晶粒胶层33中晶粒层不只一个，例如，在本实施例的一个示例中，晶粒胶层33中设置有两个晶粒层。在另外一些示例当中，晶粒胶层33中还可以有更多的晶粒胶层。不过，通常情况下，这些晶粒层331都是处于靠近红光外延层31的一侧，因为这样才可以保证晶粒胶层33中最先被激光分解的是靠近红光外延层31一侧的粘附胶。
可以理解的是，晶粒胶层33中的晶粒层331并不是越多越好，因为晶粒层331太多，实际很难保证激光是被集中于晶粒胶层33中靠近红光外延层31一侧的，而如果激光主要能量并不是被晶粒胶层33中靠近红光外延层31一侧的粘附胶吸收了，而是被晶粒胶层33中间部分的粘附胶，甚至是晶粒胶层33中靠近绝缘基板一侧的粘附胶吸收了，那么就会导致绝缘基板脱离红光外延层31的时候，有大量的残胶，或者残胶与胶体晶粒留在红光外延层31上。所以，在本实施例的一些示例当中，仅在晶粒胶层33中设置一个晶粒层，下面结合图6与图7对形成晶粒胶层的过程进行阐述，图6示出的设置晶粒胶层的流程图，图7示出的设置晶粒胶层过程中的状态变化示意图：
S602：在红光外延层上设置混晶胶形成包括一层胶体晶粒的晶粒层。
本实施例中的混晶胶中包括粘附胶以及分散在粘附胶中的胶体晶粒。为了将胶体晶粒分散在粘附胶中，粘附胶应当是液态的。而且，因为通常情况下要求晶粒层中胶体晶粒严密排布，因此，混晶胶中胶体晶粒的浓度是比较高的。例如在本实施例的一些示例当中，混晶胶中的胶体晶粒间彼此接触，基本没有什么距离。
请参见图7(a)所示，可以通过涂覆等方式在红光外延层上设置一层胶体晶粒，这一层胶体晶粒形成晶粒层71。混晶胶中粘附胶量不多，基本满足将各胶体晶粒彼此粘附在一起，并将胶体晶粒粘附在红光外延层上即可。
可以理解的是，为了形成混晶胶，应该在制备混晶胶之前先准备好粒径满足要求的胶体晶粒，在本实施例的一些示例当中，胶体晶粒的粒径可以基于米氏散射(Miescattering)原理以及后续分解晶粒胶层所用激光的波长确定。米氏散射，是指当粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。米氏散射的散射强度与频率的二次方成正比，并且散射在光线向前方向比向后方向更强，方向性比较明显。所以，在本实施例的一些示例中，胶体晶粒的粒径与激光的波长匹配，通常情况下，胶体晶粒的粒径与激光的波长相当。
在米氏散射原理下，光的频率或波长同粒径满足如下关系：
上式变换可得
d＝αλ/mπ
其中，d为粒径；α为无因次粒径参量，取值为大于等于5；λ为激光的波长；m为胶体晶粒晶粒材质的折射率。图8示出的折射率m的取值为1.33时，α分别取值为5与6时的散射光强的矢极图，根据图8可知，当α的取值大于等于5的时候，激光能量中90％以上的部分都可以被前向吸收，损耗部分只占非常小的局部。故，在本实施例的一些示例当中，确定胶体晶粒粒径时，α的取值大于等于5。
可以理解的，胶体晶粒可以由红光LED芯片的生产厂家自己制备，例如，红光LED芯片的生产厂家先基于上述方式确定出胶体晶粒粒径之后，然后再制备出该粒径的胶体晶粒。当然，在本实施例的其他一些示例当中，红光LED芯片生产厂家也可以通过购买、订购等方式获取符合要求的胶体晶粒。
S604：在晶粒层上设置纯粘附胶形成纯胶层，晶粒层与纯胶层共同构成晶粒胶层。
形成晶粒层71之后，本实施例中还会在晶粒层71上设置以纯胶层72，请参见图7(b)，晶粒层71与纯胶层72一起可以构成晶粒胶层。纯胶层中仅包括粘附胶，例如，在本实施例的一种示例当中，纯胶层72就是BCB胶层。可以理解的是，纯胶层72可以通过涂覆、旋涂等方式设置在晶粒层71之上。
S204：利用晶粒胶层中的粘附胶将绝缘基板粘附在晶粒胶层的另一表面并去除生长基板，以将红光外延层从生长基板转移至绝缘基板。
设置好晶粒胶层33之后，可以在晶粒胶层33上设置绝缘基板34，晶粒胶层33中因为有粘附胶，因此可以对绝缘基板34进行粘附，从而通过晶粒胶层33中的粘附胶将绝缘基板34与红光外延层31结合起来，如图3(c)。应该理解的是，为了完成红光外延层31从其生长基板上到绝缘基板的转移，另一方面，还需要将红光外延层31与其生长基板30分离，如图3(d)。根据前述介绍可知，红光LED芯片的生长基板是砷化镓材质的，因此，在本实施例的一些示例当中，可以采用湿法腐蚀等方式去除生长基板30。
本实施例中，绝缘基板34可以包括但不限于蓝宝石基板。
S206：设置与红光外延层中半导体层电连接的电极。
当红光外延层31被转移到绝缘基板34上之后，可以设置与红光外延层中半导体层电连接的电极。相较于正装、垂直结构芯片的而言，倒装结构的LED芯片的电极无需打线，可有效减少封装面积、减少芯片尺寸、提高显示像素，有利于高清显示屏的制备，所以，本实施例中的红光LED芯片可以为倒装结构的LED芯片。可以理解的是，倒装的红光LED芯片中，两个电极位于同侧，本实施例中该侧面称为红光LED芯片的电极部署面。毫无疑义的是，红光LED芯片的两个电极中，第一电极应当与第一半导体层电连接，而第二电极应当与第二半导体层形成电连接。而第二半导体层自从红光外延层31被转移至绝缘基板34以后就一直被有源层与第二半导体层覆盖遮挡，故，为了设置电极，需要对红光外延层31进行蚀刻，露出第二电极的电极设置区。
在本实施例的一些示例当中，红光LED芯片中第一电极直接与第一半导体层连接，而第二电极也直接与第二半导体层连接，在这种情况下，对红光外延层进行蚀刻时，至少应当保证时刻掉红光外延层部分区域中的第一半导体层与有源层，从而使得第二半导体层的部分区域外露，形成第二电极的电极设置区。值得注意的是，直接将第二电极设置在第二半导体层上，电子将直接从电极设置区以最短路径穿过有源层与第一半导体层到达第一电极处，不再第二半导体层上进行横向扩散，从而导致红光LED芯片出光不均的问题。因此，在本实施例的另外一些示例当中，第二电极不会直接设置在第二半导体层上，而是会设置在空穴分散层32上，也即第二电极的电极设置区位于空穴分散层32上，因此，在对红光外延层进行蚀刻的时候，应当保证蚀刻掉第二电极的电极设置区中的第一半导体层、有源层以及第二半导体层，使得该区域中的空穴分散层32外露。
当两个电极的电极设置区均外露后，可以设置电极。在本实施例的一些示例当中，可以采用蒸镀或者PVD等工艺在电极设置区上形成电极金属层，然后通过对电极金属层进行图案化处理从而形成第一电极与第二电极。图3(e)中示出的是将第二电极设置在空穴分散层上的一种示意图。两个电极设置完成以后，红光LED芯片的制备流程也就基本结束。
S208：采用激光分解晶粒胶层中的粘附胶，以分离红光外延层与绝缘基板。
当红光LED芯片在绝缘基板34上的制备流程结束以后，可以将红光LED芯片从绝缘基板34上剥离。在本实施例中，可以采用激光分解晶粒胶层33中的粘附胶，从而使得晶粒胶层33被去除，破坏掉绝缘基板34与红光外延层31之间的结合，如图3(f)。
分解晶粒胶层33所采用的激光波长可以任意选择，在本实施例的一些示例当中，可以选用波长为266nm的激光对晶粒胶层33进行分解。应当明白的是，这并不意味着266nm以外的激光对晶粒胶层33的分解作用一定就很差或者是完全不能用于分解晶粒胶层33，而是因为目前激光设备的波长基本都是266nm的整数倍。这些激光设备中波长为266nm的激光设备对晶粒胶层33的去除效果最好，但实际上，如果未来开发出其他波长的激光设备，例如所发激光的波长为255nm、258nm或者是260nm的激光设备，那么这些激光设备也都是可用的。
本实施例中还提供一种红光LED芯片，该红光LED芯片通过前述流程制备得到，其结构可以参见图3中的(f)，其详细的制备流程与结构这里不再赘述。
本实施例中的红光LED芯片可以包括但不限于mini-LED(迷你LED)、Micro-LED(微LED)或者是OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)等。其中，Micro-LED是新一代的显示技术，与现有的液晶显示相比具有更高的光电效率，更高的亮度，更高的对比度，以及更低的功耗，且还能结合柔性面板实现柔性显示，与传统的LED相比，它具有相同的发光原理，都是靠RGB颜色的LED芯片进行发光构成三原色，从而实现彩色画面。
本实施例中提供的红光LED芯片制备方法以及红光LED芯片，在将红光外延层转移到绝缘基板的过程中，不再通过纯BCB胶层实现红光外延层与绝缘基板的结合，而是通过粘附胶与胶体晶粒形成晶粒胶层，从而利用晶粒胶层中的粘附胶实现绝缘基板与红光外延层的结合，另一方面通过晶粒胶层中胶体晶粒形成的晶粒层，以增强晶粒胶层对激光的吸收率，从而提升激光对粘附胶的分解效率与分解的彻底程度，避免粘附胶残留在红光外延层上，提升了红光LED芯片的出光效果，增强了红光LED芯片的品质。
另一可选实施例：
为了使本领域技术人员对前述红光LED芯片及其制备方法的优点与细节更清楚，本实施例将结合示例继续对前述红光LED芯片及其制备方法进行阐述，请参见图9示出的流程图以及图10示出的状态变化示意图：
S900：在砷化镓材质的生长基板上形成红光外延层。
本实施例中，自生长基板向上，红光外延层101中依次包括第一半导体层、有源层、第二半导体层。
S902：在红光外延层上形成ITO层。
请结合图10中的(a)，ITO层102覆盖在红光外延层101的第二半导体层上，空穴分散层除了可以是ITO层以外，还可以是其他材质的层结构。
S904：在ITO层上涂覆混晶胶形成晶粒层。
本实施例中混晶胶由BCB胶与分散在其中的胶体晶粒构成，混晶胶中胶体晶粒的浓度非常高。可选地，胶体晶粒为二氧化硅晶粒。其粒径与后续过程中所采用的激光的波长相当，例如，在本实施例的一种示例当中，激光的波长为266nm，而二氧化硅晶粒的粒径为258nm左右。在本实施例的另外一些示例当中，胶体晶粒为聚苯乙烯晶粒，其粒径可以为273nm左右。
制备出混晶胶之后，可以在红光外延层101的ITO层上涂覆一层混晶胶，保证涂覆的混晶胶中刚好包括一个晶粒层1031，如图10(b)。晶粒层1031中相邻胶体晶粒间基本处于相切状态。
S906：在晶粒层上设置纯胶层。
晶粒层1031设置完成以后，可以在晶粒层1031上设置纯胶层1032，如图10(c)。纯胶层1032的材质与混晶胶中粘附胶的材质一样，在本实施例中，纯胶层1032同样为BCB胶。
纯胶层1032与晶粒层1031一起构成了晶粒胶层103。
S908：在晶粒胶层上设置蓝宝石基板。
晶粒胶层103设置好以后，可以在晶粒胶层103上设置蓝宝石基板104，如图10(d)。在本实施例中，蓝宝石基板104作为绝缘基板，不过，在其他示例当中，也可以采用其他材质的，绝缘性较好的基板作为绝缘基板。
S910：去除生长基板。
红光外延层101与蓝宝石基板104之间通过晶粒胶层103结合后，只要分离了红光外延层101与砷化镓材质的生长基板100，就完成了红光外延层101从生长基板100到蓝宝石基板104的转移。在本实施例的一些示例当中，可以采用湿法腐蚀的方式去除生长基板100，请参见图10(e)。
S912：对红光外延层的部分区域进行蚀刻至ITO层外露。
应当理解的是，当将红光外延层101转移到蓝宝石基板104以后，红光外延层101中的第一半导体层将位于最顶层，而ITO层将位于最底层。所以第一电极的电极设置区本来就是外露的，但第二电极的电极设置区则还隐藏在第一半导体层、有源层、第二半导体层之下，所以，在设置电极之前，需要对第二电极的电极设置区中的第一半导体层、有源层以及第二半导体层进行蚀刻，从而使得ITO层得以外露，形成第二电极的电极设置区，如图10(f)。
S914：在第一半导体层与ITO层上形成第一电极与第二电极。
第二电极的电极设置区外露之后，可以在两个电极的电极设置区中设置电极，如图10(g)。例如，在本实施例的一些示例当中，可以采用PVD工艺在电极设置区上形成电极金属层，然后对电极金属层进行图案化处理形成第一电极与第二电极。
S916：采用波长为266nm的激光分解晶粒胶层。
电极制备好以后，可以激光剥离蓝宝石基板104，请结合图10(h)。本实施例中所采用的激光波长为266nm。当然，如果未来有开发出其他波长的激光设备，例如所发激光的波长为255nm、258nm或者是260nm的激光设备，这些激光设备也是可以被用于分解晶粒胶层的。
本实施例还提供一种红光LED芯片，请参见图11示出的一种结构示意图，该红光LED芯片1100包括第一半导体层1101、有源层1102、第二半导体层1103以及ITO层1104。同时，红光LED芯片1100还包括第一电极1105与第二电极1106，其中第一电极1105设置在第一半导体层1101上，与第一半导体层1101电连接，而第二电极1106则设置在ITO层1104上，通过ITO层1104与第二半导体层1103实现电连接。该红光LED芯片1100采用图9-10示出的制备方案制备得到，具体工艺流程，这里不再赘述。
本实施例提供的红光LED芯片制备方法及基于该制备方法得到的红光LED芯片，因为用于结合红光外延层与蓝宝石基板的晶粒胶层中包含可以提升激光吸收率的晶粒层，并且晶粒层位于靠近红光外延层的一侧，因此，在采用激光剥离蓝宝石基板的时候，晶粒胶层靠近红光外延层一侧的粘附胶会因为吸收了高能量激光而迅速彻底从红光外延层上脱落，不会有残胶遗留在红光LED芯片上，保证了红光LED芯片的显示效果，提升了芯片品质。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种红光LED芯片制备方法，其特征在于，包括：
在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层，所述晶粒胶层包括粘附胶及被所述粘附胶包覆的多个胶体晶粒，多个所述胶体晶粒处于同一水平面形成晶粒层，所述晶粒层位于所述晶粒胶层靠近所述红光外延层的一侧，所述晶粒层能使所述晶粒胶层中靠近所述红光外延层一侧的粘附胶先于远离所述红光外延层一侧的粘附胶分解；
利用所述晶粒胶层中的粘附胶将绝缘基板粘附在所述晶粒胶层上并去除所述生长基板，以将所述红光外延层从生长基板转移至所述绝缘基板；
设置与所述红光外延层中半导体层电连接的电极；
采用激光分解所述晶粒胶层中的粘附胶，以分离所述红光外延层与所述绝缘基板。
2.如权利要求1所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层包括：
在置于生长基板的所述红光外延层上设置混晶胶，以形成包括一层胶体晶粒的晶粒层；所述混晶胶包括粘附胶以及分散在所述粘附胶中的胶体晶粒；
在所述晶粒层上设置纯粘附胶形成纯胶层，所述晶粒层与所述纯胶层共同构成所述晶粒胶层。
3.如权利要求1所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述红光外延层中包括依次设置的第一半导体层、有源层、第二半导体层，所述在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层之前，还包括：在所述第二半导体层上设置空穴分散层；
所述在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层还包括：在所述空穴分散层上设置晶粒胶层。
4.如权利要求3所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述空穴分散层包括氧化铟锡ITO层。
5.如权利要求1所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述胶体晶粒的粒径基于米氏散射原理以及所述激光的波长确定。
6.如权利要求5所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述在置于生长基板的红光外延层上设置晶粒胶层之前，还包括：
基于米氏散射原理以及所述激光的波长确定胶体晶粒的粒径，所述粒径d＝αλ/mπ；所述d为粒径；所述α为无因次粒径参量，取值为大于等于5；所述λ为所述激光的波长；所述m为所述胶体晶粒材质的折射率；
基于确定出的粒径制备胶体晶粒。
7.如权利要求1-6任一项所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述采用激光分解所述晶粒胶层中的粘附胶包括：
采用波长为266nm的激光分解所述晶粒胶层中的粘附胶。
8.如权利要求1-6任一项所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述粘附胶为苯并环丁烯BCB胶。
9.如权利要求1-6任一项所述的红光LED芯片制备方法，其特征在于，所述胶体晶粒的材质包括二氧化硅和聚苯乙烯中的任意一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 402760 No.69, Wushan Road, Biquan street, Bishan District, Chongqing Patentee after: Chongqing Kangjia Optoelectronic Technology Co.,Ltd. Address before: 402760 No.69, Wushan Road, Biquan street, Bishan District, Chongqing Patentee before: Chongqing Kangjia Photoelectric Technology Research Institute Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |