專利名稱：快速分離襯底與外延層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，特別是指一種快速分離襯底與外延層的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)芯片的基本結(jié)構(gòu)是在藍(lán)寶石襯底上外延生長(zhǎng)一個(gè)外延層，例如hGaN/GaN發(fā)光半導(dǎo)體材料，然后在外延層的上表面制作正/負(fù)金屬電極用于注入電流，實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換成光能。目前去除LED芯片藍(lán)寶石襯底可采用激光剝離方法，該方法是在P型外延層表面依次沉積金屬電極層和焊料層，然后通過芯片鍵合工藝使之與導(dǎo)熱基座粘合，讓一定能量密度和波長(zhǎng)的激光從藍(lán)寶石表面入射，激光能量在藍(lán)寶石與GaN基LED外延層界面處被GaN 基外延層吸收轉(zhuǎn)化成熱能，溫度迅速升高，打斷GaN鍵結(jié)使之解離，使外延層與襯底分離， 實(shí)現(xiàn)襯底轉(zhuǎn)移，用導(dǎo)熱性能良好的新基座代替藍(lán)寶石襯底。上述方案在分離襯底與外延層的過程中，采用激光或研磨的方法來(lái)去除襯底，對(duì)設(shè)備的要求比較高，并且工藝所需時(shí)間較長(zhǎng)，從而提高了工藝的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種快速分離襯底與外延層的方法，其能夠快速分離襯底與外延層，并且能夠降低工藝的成本。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下—種快速分離襯底與外延層的方法，包括取一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的襯底與外延層之間具有一個(gè)薄層的可移除材料；對(duì)該薄層的可移除材料施加能量，使得該薄層的可移除材料的狀態(tài)產(chǎn)生變化；通過可移除材料狀態(tài)變化，使得襯底與外延層不再結(jié)合，進(jìn)而使得該襯底與該外延層分離。其中，該薄層的可移除材料是通過蒸鍍、物理沉積或化學(xué)沉積的方式形成于外延層與襯底之間。其中，所述可移除材料為金屬、合金或無(wú)機(jī)氧化物，且其厚度為Inm至ΙΟμπι。其中，所述對(duì)該薄層的可移除材料施加能量包括加熱、照光和微波方式。其中，所述可移除材料的狀態(tài)產(chǎn)生變化包括熔化、氣化和分解。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種快速分離襯底與外延層的方法，包括取一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的襯底與外延層之間具有一個(gè)薄層的可移除材料；對(duì)該薄層的可移除材料施加溶劑，使得該薄層的可移除材料的狀態(tài)產(chǎn)生變化；通過可移除材料狀態(tài)變化，使得襯底與外延層不再結(jié)合，進(jìn)而使得該襯底與該外延層分離。
其中，該薄層的可移除材料是通過蒸鍍、物理沉積或化學(xué)沉積的方式形成于外延層與襯底之間。其中，所述可移除材料為金屬、合金或無(wú)機(jī)氧化物，且其厚度為Inm至ΙΟμπι。其中，所述溶劑為蝕刻液、無(wú)機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑。其中，所述可移除材料的狀態(tài)產(chǎn)生變化包括解離、溶解和分解。上述二個(gè)技術(shù)方案的設(shè)計(jì)概念相同，均是在襯底與外延層之間先形成一個(gè)可以提供黏合作用的可移除材料，然后再以適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)方式使可移除材料產(chǎn)生狀態(tài)變化， 例如加熱熔化、氣化、分解，或是蝕刻溶解、或是與對(duì)應(yīng)的溶劑產(chǎn)生溶解、分解或解離等變化，藉此使襯底與外延層分離。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于僅僅使用簡(jiǎn)單的物理或化學(xué)方式，例如加熱或解離方式，就可以將襯底從外延層上移除，操作簡(jiǎn)便快速，并且降低了工藝成本，使得本發(fā)明的技術(shù)方案具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性。


圖1為本發(fā)明的發(fā)光二極管的芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明移除襯底方法一的步驟方框圖；圖3為本發(fā)明移除襯底方法一的結(jié)構(gòu)變化示意圖；圖4為本發(fā)明移除襯底方法二的步驟方框圖；圖5為本發(fā)明移除襯底方法二的結(jié)構(gòu)變化示意圖。
具體實(shí)施例方式以下即依本發(fā)明的目的、功效及結(jié)構(gòu)組態(tài)，舉出較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明所揭露的發(fā)光二極管的芯片10構(gòu)成包含一襯底12，且該襯底 12上外延生長(zhǎng)一個(gè)外延層14 ；特別是，襯底12與外延層14之間具有一薄層的可移除材料 16。該薄層的可移除材料16可以是金屬、合金材料或是無(wú)機(jī)氧化物等；特別是可移除材料16至少具有一項(xiàng)以下所批露的材料特性之一低熔點(diǎn)、可分解、可解離或可溶解。其中低熔點(diǎn)的特性可讓可移除材料16在受熱時(shí)熔化或氣化；可分解的特性可讓可移除材料16 在受熱或是與恰當(dāng)?shù)娜軇┙佑|時(shí)，可以分解脫離；同理可解離或可溶解的材料特性是指可移除材料16與恰當(dāng)?shù)娜軇┙佑|時(shí)，可以產(chǎn)生狀態(tài)上的變化而脫離襯底12與外延層14。此外，可移除材料16可通過適當(dāng)方式，例如蒸鍍、濺鍍或化學(xué)沉積等方式，形成于襯底12與外延層14之間。然而上述關(guān)于可移除材料16的制作方式僅作可實(shí)施例的說明， 并非用以限制本發(fā)明的可移除材料16的制作手段。又可移除材料16的厚度以Inm至IOum 為較佳的實(shí)施例厚度。請(qǐng)參閱圖2及圖3，本發(fā)明移除上述的發(fā)光二極管芯片的襯底的方法如下圖2的步驟S22為取上述的發(fā)光二極管的芯片；參照?qǐng)D3的(a)所示，芯片10的組成為襯底12、可移除材料16及外延層14的組合。圖2的步驟S24為對(duì)芯片施加能量，例如加熱；參照?qǐng)D3的(a)所示，是可將上述的發(fā)光二極管的芯片10置于適當(dāng)?shù)娜萜骰蛑尉呱?未顯示)，并置于一個(gè)適當(dāng)?shù)母邷丨h(huán)境， 藉此達(dá)到對(duì)該發(fā)光二極管的芯片10進(jìn)行提供能量的效果。圖2的步驟S26為監(jiān)控芯片的可移除材料的變化；參照?qǐng)D3的(b)所示，由于該可移除材料16可以是低熔點(diǎn)的金屬或合金，因此在高溫下會(huì)逐漸的產(chǎn)生狀態(tài)變化，例如熔化、氣化或分解；此外所選用的金屬或合金的熔點(diǎn)，不得超過發(fā)光二極管的芯片10的耐熱溫度；換言之，芯片10的外延層14在此高溫環(huán)境下不致產(chǎn)生損壞的情形。圖2的步驟S28為完成分離的步驟，更進(jìn)一步搭配圖3的(c)所示，當(dāng)襯底12與外延層14分離，即可達(dá)到移除襯底12的目的。由上述說明，本發(fā)明僅僅使用簡(jiǎn)單的加熱方式便可以使藍(lán)寶石材料的襯底12與外延層14輕易分離，所以操作非常簡(jiǎn)便。請(qǐng)參閱圖4及圖5，本發(fā)明移除上述的發(fā)光二極管芯片的襯底的方法如下圖4的步驟S32為取上述的發(fā)光二極管的芯片；參照?qǐng)D5的(a)所示，芯片10的組成為襯底12、可移除材料16及外延層14的組合。圖4的步驟S34，對(duì)芯片施加溶劑，例如施加蝕刻液或堿性溶劑；參照?qǐng)D5的(a)所示，可將上述的發(fā)光二極管的芯片10置于適當(dāng)?shù)娜萜骰蛑尉呱?未顯示)，并置于溶劑的工作范圍內(nèi)，藉此達(dá)到對(duì)該發(fā)光二極管的芯片10的可移除材料16進(jìn)行移除工作。圖4的步驟S36，監(jiān)控芯片的可移除材料的變化；參照?qǐng)D5的(b)所示，由于該可移除材料16為可與溶劑產(chǎn)生變化的材料，例如金屬、合金或是無(wú)機(jī)氧化物，因此溶劑的作用下，可移除材料16會(huì)逐漸的產(chǎn)生狀態(tài)變化，例如溶解、分解或解離。圖4的步驟S38為完成分離的步驟，更進(jìn)一步搭配圖5的(c)所示，當(dāng)襯底與外延層分離，即可達(dá)到移除襯底的目的。由上述說明，本發(fā)明僅僅通過溶劑與可移除材料產(chǎn)生狀態(tài)變化，便可以使藍(lán)寶石材料的襯底12與外延層14輕易分離，所以操作非常簡(jiǎn)便。再者本發(fā)明所揭示的物理加熱方式或是代學(xué)的溶解、解離方式，均是非接觸式的移除方式，換言之操作者無(wú)需擔(dān)心會(huì)有接觸力或外力作用于外延層上，加上可移除材料僅是襯底與外延層之間的暫時(shí)接合層，所以可移除材料僅需薄薄一層即可，其可以輕易被制作在襯底與外延層之間且同時(shí)具備低成本的功效。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于，包括取一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的襯底與外延層之間具有一個(gè)薄層的可移除材料；對(duì)該薄層的可移除材料施加能量，使得該薄層的可移除材料的狀態(tài)產(chǎn)生變化；通過可移除材料狀態(tài)變化，使得襯底與外延層不再結(jié)合，進(jìn)而使得該襯底與該外延層分離。
2.如權(quán)利要求1所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于材料是通過蒸鍍、物理沉積或化學(xué)沉積的方式形成于外延層與襯底之間。
3.如權(quán)利要求1所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于為金屬、合金或無(wú)機(jī)氧化物，且其厚度為Inm至10 μ m。
4.如權(quán)利要求1所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于可移除材料施加能量包括加熱、照光和微波方式。
5.如權(quán)利要求1所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于的狀態(tài)產(chǎn)生變化包括熔化、氣化和分解。
6.一種快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于，包括取一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的襯底與外延層之間具有一個(gè)薄層的可移除材料；對(duì)該薄層的可移除材料施加溶劑，使得該薄層的可移除材料的狀態(tài)產(chǎn)生變化；通過可移除材料狀態(tài)變化，使得襯底與外延層不再結(jié)合，進(jìn)而使得該襯底與該外延層分離。
7.如權(quán)利要求6所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于該薄層的可移除材料是通過蒸鍍、物理沉積或化學(xué)沉積的方式形成于外延層與襯底之間。
8.如權(quán)利要求6所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于所述可移除材料為金屬、合金或無(wú)機(jī)氧化物，且其厚度為Inm至10 μ m。
9.如權(quán)利要求6所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于所述溶劑為蝕刻液、無(wú)機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑。
10.如權(quán)利要求6所述的快速分離襯底與外延層的方法，其特征在于所述可移除材料的狀態(tài)產(chǎn)生變化包括解離、溶解和分解。該薄層的可移除 所述可移除材料 所述對(duì)該薄層的 所述可移除材料
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速分離襯底與外延層的方法，包括取一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管的襯底與外延層之間具有一薄層的可移除材料，該薄層的可移除材料具有低熔點(diǎn)或是可分解的材料特性；對(duì)上述發(fā)光二極管的可移除材料施加能量，例如熱能，使得薄層的可移除材料可以熔化、氣化、分解或解離，進(jìn)而使藍(lán)寶石襯底與外延層分離。在本發(fā)明中，因所述的薄層的可移除材料形成于外延層與藍(lán)寶石襯底之間，且其可通過物理或化學(xué)方式加以移除，所以本發(fā)明可在操作簡(jiǎn)便的條件下將襯底移除，比如僅使用加熱方式就可以將襯底移除，所以成本低廉，具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102299214SQ20111015741
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者成詩(shī)恕 申請(qǐng)人:協(xié)鑫光電科技(張家港)有限公司