CN208862010U - 发光二极管芯片的转移基板及发光二极管阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发光二极管芯片的转移基板及发光二极管阵列，属于半导体技术领域。转移基板包括依次层叠的透明基板、牺牲层和绑定层；透明基板用于供激光透过，并起到支撑作用；绑定层用于将发光单元绑定在透明基板上；牺牲层用于吸收从透明基板透过的激光的能量分解，将发光单元与透明基板分离。本实用新型提供一透明基板、牺牲层和绑定层的转移基板，绑定层可将衬底上形成的发光单元绑定在透明基板上，去除衬底，透过透明基板将激光作用在牺牲层上，使牺牲层吸收激光的能量分解，发光单元与转移基板分离，落在电路控制板设置发光单元的区域上，不存在激光无法穿透的问题，解决了激光无法将红黄光LED芯片从衬底转移到电路控制板的问题。

Description

发光二极管芯片的转移基板及发光二极管阵列

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片的转移基板及发光二极管阵列。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种可以把电能转化为光能的半导体二极管。芯片是LED的核心组件，广泛应用在户内和户外的显示屏上。随着显示质量和显示需求的提高，显示面积和显示密度不断增大，应用在显示屏上的LED芯片的数量也不断增加。

在实际应用中，通常先在衬底上形成若干相互独立的芯片；然后将芯片朝向电路控制板设置；最后将激光从衬底垂直射向电路控制板上设置芯片的位置，激光作用在衬底和芯片的交界面上，交界面的材料吸收激光能量并分解，芯片与衬底分离，落在控制电路板上设置芯片的位置。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

对于蓝绿光LED芯片来说，衬底一般采用透明的蓝宝石，激光可以透过衬底到达衬底和芯片的交界面上，实现芯片与衬底的分离。但是对于红黄光LED芯片来说，衬底一般采用吸光的砷化镓(GaAs)，砷化镓的能带宽度较窄，可以吸收大部分激光能量，导致激光无法穿透衬底到达衬底和芯片的交界面，因此无法实现红黄光LED芯片从衬底到电路控制板的转移。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种发光二极管芯片的转移基板及发光二极管阵列，能够解决现有技术激光无法将红黄光LED芯片从衬底转移到电路控制板的问题。所述技术方案如下：

一方面，本实用新型实施例提供了一种发光二极管芯片的转移基板，所述转移基板包括依次层叠的透明基板、牺牲层和绑定层；所述透明基板用于供激光透过，并起到支撑作用；所述绑定层用于将发光单元绑定在所述透明基板上；所述牺牲层用于吸收从所述透明基板透过的激光的能量分解，将所述发光单元与所述透明基板分离。

可选地，所述透明基板为蓝宝石衬底或者玻璃基板。

可选地，所述牺牲层的材料采用氮化镓或者氮化铝。

可选地，所述牺牲层的厚度为1nm～50nm。

可选地，所述绑定层的材料采用二氧化硅。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种发光二极管阵列，所述发光二极管阵列包括多个发光单元和转移基板，所述多个发光单元间隔设置在所述转移基板上，每个所述发光单元包括依次层叠的第一型半导体层、有源层、第二型半导体层和第一绑定层，所述转移基板包括依次层叠的透明基板、牺牲层和第二绑定层，所述第二绑定层与所述第一绑定层绑定在一起。

可选地，所述发光单元还包括反射电极，所述反射电极设置在所述第一型半导体层上。

优选地，所述反射电极的材料采用金、金锗合金、金铍合金中的任一种。

可选地，所述发光二极管阵列还包括钝化层，所述钝化层设置在所述发光单元除所述反射电极的设置区域之外的区域上。

优选地，所述钝化层的材料采用二氧化硅。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

转移基板包括依次层叠的透明基板、牺牲层和绑定层，绑定层可将衬底上形成的发光单元绑定在透明基板上，去除衬底，当发光单元与控制电路板上设置发光单元的区域对准时，即可透过透明基板将激光作用在牺牲层上，使牺牲层吸收激光的能量分解，发光单元与转移基板分离，落在电路控制板设置发光单元的区域上，完成芯片从衬底到电路控制板的转移。由于激光分离之前，已经将发光单元从衬底转移到透明基板上，透明基板不存在激光无法穿透的问题，因此可以摆脱衬底的限制，实现所有颜色的芯片转移，解决了激光无法将红黄光LED芯片从衬底转移到电路控制板的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种发光二极管芯片的转移基板的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种发光二极管阵列的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种发光二极管阵列的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种发光二极管芯片的转移基板。图1为本实用新型实施例提供的一种发光二极管芯片的转移基板的结构示意图。参见图1，该转移基板包括依次层叠的透明基板31、牺牲层32和绑定层33。

在本实施例中，透明基板31用于供激光透过，并起到支撑作用。绑定层33用于将发光单元绑定在透明基板31上。牺牲层32用于吸收从透明基板31透过的激光的能量分解，将发光单元与透明基板31分离。

本实用新型实施例提供的转移基板包括依次层叠的透明基板、牺牲层和绑定层，绑定层可将衬底上形成的发光单元绑定在透明基板上，去除衬底，当发光单元与控制电路板上设置发光单元的区域对准时，即可透过透明基板将激光作用在牺牲层上，使牺牲层吸收激光的能量分解，发光单元与转移基板分离，落在电路控制板设置发光单元的区域上，完成芯片从衬底到电路控制板的转移。由于激光分离之前，已经将发光单元从衬底转移到透明基板上，透明基板不存在激光无法穿透的问题，因此可以摆脱衬底的限制，实现所有颜色的芯片转移，解决了激光无法将红黄光LED芯片从衬底转移到电路控制板的问题。

可选地，透明基板可以为蓝宝石衬底或者玻璃基板。蓝宝石衬底和玻璃基板均为透明的支撑板，可以满足透明基板对激光透过和起到支撑作用的要求，而且取材方便。对于蓝宝石衬底来说，可以方便牺牲层的设置；对于玻璃基板来说，实现成本低廉。

可选地，牺牲层的材料可以采用氮化镓或者氮化铝。氮化镓和氮化铝均可以在激光作用下分解，可以实现转移基板和发光单元的分离。而且取材方便，实现成本低廉。

在具体实现中，可以直接采用金属有机化合物化学气相沉淀(英文：Metalorganic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD)技术在透明基板上生长氮化镓或者氮化铝，形成牺牲层。也可以采用磁控溅射技术在透明基板上沉积氮化铝，形成牺牲层。

可选地，牺牲层的厚度可以为1nm～50nm。

如果牺牲层的厚度小于1nm，则可能由于牺牲层太薄而导致绑定层直接与透明基板连接，后续无法通过激光分解牺牲层将发光单元与转移基板分离；如果牺牲层的厚度大于50nm，则可能由于牺牲层太厚而导致材料的浪费。

可选地，绑定层的材料可以采用二氧化硅，实现成本低。

在具体实现中，可以采用采用化学气相沉积(英文：Chemical Vapor Deposition，简称：CVD)或者物理气相沉积(英文：Physical Vapor Deposition，简称：PVD)技术沉积绑定层。

本实用新型实施例提供了一种发光二极管阵列。图2为本实用新型实施例提供的一种发光二极管阵列的结构示意图。参见图2，该发光二极管阵列包括多个发光单元20和转移基板30，多个发光单元20间隔设置在转移基板30上，每个发光单元20包括依次层叠的第一型半导体层21、有源层22、第二型半导体层23和第一绑定层24，转移基板30包括依次层叠的透明基板31、牺牲层32和第二绑定层33，第二绑定层33与第一绑定层24绑定在一起。

本实用新型实施例通过将衬底上形成的发光单元绑定到设有牺牲层的透明基板上，去除衬底，形成发光二极管阵列，当发光单元与控制电路板上设置发光单元的区域对准时，即可透过透明基板将激光作用在牺牲层上，使牺牲层吸收激光的能量分解，发光单元与转移基板分离，落在电路控制板设置发光单元的区域上，完成芯片从衬底到电路控制板的转移。由于激光分离之前，已经将发光单元从衬底转移到透明基板上，透明基板不存在激光无法穿透的问题，因此可以摆脱衬底的限制，实现所有颜色的芯片转移，解决了激光无法将红黄光LED芯片从衬底转移到电路控制板的问题。

在具体实现时，可以通过热压的方式将第二绑定层与第一绑定层粘结在一起。

其中，热压是指将需要就键合的两个表面抛光后贴合在一起，加热加压一段时间后能够形成良好的键合，以形成部件之间稳定可靠的机械、电气连接、通常称为绑定(英文：bonding)。

在本实施例中，分别在转移基板和发光单元上设置绑定层，再将两个绑定层抛光处理后贴合，加热并加压即可将转移基板和发光单元绑定在一起。

具体地，当发光单元中有源层发出红黄光时，有源层可以包括多个量子阱和多个量子垒，多个量子阱和多个量子垒交替层叠设置；量子阱和量子垒为铝组分不同的铝镓铟磷(AlGaInP)层。第一型半导体层可以为N型掺杂的磷化铝铟层，第二型半导体层可以为P型掺杂的磷化铝铟；或者，第一型半导体层可以为P型掺杂的磷化铝铟，第二型半导体层可以为N型掺杂的磷化铝铟层。

当发光单元中有源层发出蓝绿光时，有源层可以包括多个量子阱和多个量子垒，多个量子阱和多个量子垒交替层叠设置；量子阱可以为氮化铟镓层，量子垒可以为氮化镓层。第一型半导体层可以为N型掺杂的氮化镓层，第二型半导体层可以为P型掺杂的氮化镓层；或者，第一型半导体层可以为P型掺杂的氮化镓层，第二型半导体层可以为N型掺杂的氮化镓层。

图3为本实用新型实施例提供的另一种发光二极管阵列的结构示意图。参见图3，可选地，发光单元20还可以包括反射电极25，反射电极25设置在第一型半导体层21上。

优选地，反射电极25的材料可以采用金、金锗合金、金铍合金中的任一种，主要用于对P半导体层的欧姆接触以及红光芯片发射的红光的反射。

可选地，该发光二极管阵列还可以包括钝化层，钝化层设置在发光单元除反射电极的设置区域之外的区域上。

在本实施例的一种实现方式中，钝化层的材料可以采用二氧化硅，实现成本低。

在本实施例的另一种实现方式中，钝化层可以为分布式布拉格反射镜(英文：Distributed Bragg Reflection，简称：DBR)，可以与反射电极配合，增加对光线的反射，提高出光效率。

具体地，钝化层可以包括多个第一金属氧化物薄膜和多个第二金属氧化物薄膜，多个第一金属氧化物薄膜和多个第二金属氧化物薄膜交替层叠设置；第一金属氧化物薄膜的材料可以采用二氧化硅、二氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽中的一种，第二金属氧化物薄膜的材料可以采用二氧化硅、二氧化钛、五氧化二铌、五氧化二钽中的另一种。

在具体实现时，钝化层可以采用PVD技术形成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光二极管芯片的转移基板，其特征在于，所述转移基板包括依次层叠的透明基板、牺牲层和绑定层；所述透明基板用于供激光透过，并起到支撑作用；所述绑定层用于将发光单元绑定在所述透明基板上；所述牺牲层用于吸收从所述透明基板透过的激光的能量分解，将所述发光单元与所述透明基板分离。

2.根据权利要求1所述的转移基板，其特征在于，所述透明基板为蓝宝石衬底或者玻璃基板。

3.根据权利要求1或2所述的转移基板，其特征在于，所述牺牲层的材料采用氮化镓或者氮化铝。

4.根据权利要求1或2所述的转移基板，其特征在于，所述牺牲层的厚度为1nm～50nm。

5.根据权利要求1或2所述的转移基板，其特征在于，所述绑定层的材料采用二氧化硅。

6.一种发光二极管阵列，其特征在于，所述发光二极管阵列包括多个发光单元和转移基板，所述多个发光单元间隔设置在所述转移基板上，每个所述发光单元包括依次层叠的第一型半导体层、有源层、第二型半导体层和第一绑定层，所述转移基板包括依次层叠的透明基板、牺牲层和第二绑定层，所述第二绑定层与所述第一绑定层绑定在一起。

7.根据权利要求6所述的发光二极管阵列，其特征在于，所述发光单元还包括反射电极，所述反射电极设置在所述第一型半导体层上。

8.根据权利要求7所述的发光二极管阵列，其特征在于，所述反射电极的材料采用金、金锗合金、金铍合金中的任一种。

9.根据权利要求7或8任一项所述的发光二极管阵列，其特征在于，所述发光二极管阵列还包括钝化层，所述钝化层设置在所述发光单元除所述反射电极的设置区域之外的区域上。

10.根据权利要求9所述的发光二极管阵列，其特征在于，所述钝化层为分布式布拉格反射镜。