基于柔性石墨烯电极的垂直结构LED加工方法

摘要

一种利用柔性石墨烯电极加工垂直结构LED芯片方法以及用该方法获得的芯片，平坦化基底石墨烯粘附层聚合物表面；将高电导率的石墨烯平铺在粘附聚合物表面上；通过图形化制作出石墨烯底电极；制作镓氮基LED的电荷注入层及发光层，并注入层表面生长修饰分子层；以光刻胶为掩膜，芯片层分割成独立的LED芯片；键合步骤；将LED芯片分离，涂胶钝化芯片侧壁，修饰分子层；将石墨烯铺展在柔性聚合物表面，形成与底电极交叉的顶电极；再进行键合；底电极和顶电极金属化，剥离芯片钝化保护层，形成电极压线孔，划片，检测LED芯片。该制备方法完全与现有半导体工艺兼容，可以大幅降低LED芯片成本，提高LED芯片性能，为新一代LED芯片的生产及广泛应用奠定基础。

主权项

一种基于柔性石墨烯电极的垂直结构LED加工方法，包括如下步骤：步骤1：提供一种基底，并在基底上制作一层粘附层聚合物，并平坦化基底表面；步骤2：利用化学气相沉积或溶液化学法制备透明的高电导率的石墨烯，将其薄层平铺在粘附聚合物表面上；步骤3：通过图形化，除去部分石墨烯，制作出石墨烯底电极，并预留出顶电极位置；步骤4：在蓝宝石衬底上制作镓氮基LED的电荷注入层及发光层，并在顶层的电荷注入层表面生长修饰分子层；步骤5：以光刻胶为掩膜，利用干法刻蚀将镓氮层刻蚀到宝石衬底，芯片层分割成独立的LED芯片；上述步骤1‑3制作图案化石墨烯电极的过程，与步骤4‑5制作的独立LED芯片的过程可以同时或先后进行，然后，步骤6：将步骤3制作的图案化石墨烯电极与步骤5制作的独立LED芯片的顶层电荷注入层进行键合；步骤7：采用激光剥离技术，将LED芯片从宝石衬底上分离下来，涂胶钝化芯片侧壁，在新暴露的电荷注入层表面修饰分子层，使其易于化学键合石墨烯；步骤8：将透明高电导率的石墨烯铺展在柔性聚合物表面，图案化，形成与底电极十字交叉的顶电极；步骤9：将步骤8制作的图案化柔性石墨烯顶电极与步骤7制作的表面修饰过的电荷注入层进行键合，去除支撑石墨烯电极的柔性聚合物；步骤10：底电极和顶电极金属化，剥离芯片钝化保护层，形成电极压线孔，划片，检测LED芯片；根据权利要求1所述的基于柔性石墨烯电极的垂直结构LED加工方法，步骤1特征在于，其中所述基底可以是导体、半导体或绝缘体。