[发明专利]一种GaAs基LED手动键合的制作方法

权利要求书

1.一种GaAs基LED手动键合的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)材料准备：硅片作为永久衬底，GaAs基LED晶片作为临时衬底；其中，硅片上蒸镀有反射镜层和金属粘附层；GaAs基LED晶片表面生长有欧姆接触层、电流阻挡层和反射镜层；

(2)贴片：将步骤(1)完成的永久衬底的金属粘附层面和临时衬底的反射镜层面进行手动粘附在一起，初步得到晶片；

(3)压片：将步骤(2)得到的晶片进行分阶段压片，首先使用两块形状、面积与晶片相同的铝箔片放置在晶片上下两侧，然后将与晶片形状、面积均相同的两块压板放置在铝箔片的上下两侧，使用压片夹具将压板压紧，使用扭力扳手，通过压板使晶片进一步压紧，该步骤分三次完成，逐次增加压片夹具与压板的接触面积和扭力扳手的扭矩大小，第三次完成压片后压片夹具固定住晶片，键合前不再取下；

(4)高温键合：将步骤(3)完成的晶片放置在高温烤箱内进行高温加热，完成键合；

(5)衬底腐蚀：将步骤(4)的晶片冷却至常温，使用腐蚀液将临时衬底的GaAs衬底腐蚀掉，露出N型GaAs；

(6)管芯结构制作：将步骤(5)完成的晶片，依次进行扩展电极、P面电极、表面粗化刻槽、硅片减薄、硅片N面电极、管芯切割，完成管芯的制作；

所述压片夹具为C型夹，包括固定件和紧固件，所述固定件呈C型，固定件一端为夹持端A，用于夹持压板，另一端设置有固定孔，固定孔内设置有内螺纹，所述紧固件为一螺纹杆，螺纹杆与固定孔的内螺纹配合，螺纹杆一端为夹持端B，用于压紧压板，另一端设置有扭力把手，方便扭力扳手用力扭动；夹持端A和夹持端B的面积相等；

步骤(3)中，使用压片夹具分三次将晶片压紧的过程具体为：

先将晶片、铝箔片和压板放置好，压片夹具包括三个，分别为压片夹具A、压片夹具B和压片夹具C，且其夹持端A/夹持端B的面积依次增大；

将压片夹具A固定在压板两侧，使用扭力扳手进行压紧，然后松开压片夹具A；将压片夹具B固定在压板两侧，使用扭力扳手进行压紧，然后松开压片夹具B；最后将压片夹具C固定在压板两侧，使用扭力扳手进行压紧完成压片，其中，压片夹具A与压板的接触面积为晶片面积的10-15％，扭力扳手的扭矩为8-10N.m；压片夹具B与压板的接触面积为晶片面积的30-40％，扭力扳手的扭矩为10-12N.m；压片夹具C与压板的接触面积为晶片面积的60-70％，扭力扳手的扭矩为12-15N.M；

三次压片过程中，夹持端A和夹持端B均压在压板中心。

2.根据权利要求1所述的GaAs基LED手动键合的制作方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的GaAs基LED晶片结构从下往上依次为GaAs衬底、N型GaAs欧姆接触层、N型限制层、MQW量子阱有源层、P型限制层、P型GaAs欧姆接触层和电流扩展层。

3.根据权利要求1所述的GaAs基LED手动键合的制作方法，其特征在于，步骤(1)中，硅片上的反射镜层为TiAu，金属粘附层为Sn；GaAs基LED晶片上的欧姆接触层为AuBe/Au，电流阻挡层为SiN，反射镜层为TiPtAu。

4.根据权利要求1所述的GaAs基LED手动键合的制作方法，其特征在于，步骤(3)中铝箔片的厚度为3-5mm，压板的厚度为3-5mm。

5.根据权利要求1所述的GaAs基LED手动键合的制作方法，其特征在于，所述压板为不锈钢板、铁板或铜板。

6.根据权利要求1所述的GaAs基LED手动键合的制作方法，其特征在于，步骤(4)中高温键合时，温度为230-240℃，加热时间为30-40min。

7.根据权利要求1所述的GaAs基LED手动键合的制作方法，其特征在于，发明中使用的所有蒸镀金属的纯度均为4N级及以上。