一種在led外延片上電鍍銅的方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及電鍍銅的方法，尤其涉及一種在LED外延片上電鍍銅的方法。
【背景技術】
[0002]發光二極管(LED)作為一種新型固體照明光源和綠色光源，具有體積小、耗電量低、環保、使用壽命長等突出特點，在室外照明、商業照明以及裝飾工程等領域都具有廣泛的應用。
[0003]目前，Si襯底LED芯片已逐步產業化。但由于Si襯底本身對光的吸收率達90%，極大降低了LED芯片的光提取效率;同時Si襯底的導熱性能不及金屬，芯片的散熱性能可以進一步提升，以及Si襯底吸光，這些問題限制了Si襯底LED的應用。在提高LED芯片性能的方法中，應用較普遍而且有效的是采用基板轉移技術制作垂直結構LED芯片，采用基板轉移技術后的垂直結構LED芯片的光提取效率與轉移前相比可提高3倍左右，同時新基板優良的導電性可以實現垂直結構芯片，并保證芯片產生的熱量被及時傳遞出去，大大降低結溫。
[0004]銅由于成本低、散熱好(397W/mK)、反光率高等優點，常被用來作為轉移技術的新基板。目前常用的轉移基板的技術為bonding和電鍍。bonding銅工藝發展較為成熟，但bonding對實驗條件要求十分苛刻，且面臨前期準備較復雜，成本過高等問題，很大程度上阻礙了垂直結構LED的產業化發展。相對于bonding，電鍍技術成本更低，且實驗可控性強，對周圍實驗環境要求較低，更適合應用于LED的基板轉移技術。傳統的電鍍技術，由于芯片電極蒸鍍過程中會有原子雜亂無章排布的情況出現，極易引起邊緣銅附著、毛刺等現象，由于表面及背面不平整，極大影響了后續襯底剝離過程的前處理工藝，進而影響襯底剝離的成功率。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的不足，本發明的目的旨在于提供一種在LED外延片上電鍍銅的方法，該方法工藝簡單，且電鍍得到的銅層無銅肩附著、無毛刺、表面均勻性好、平整性好、粗糙度低，具有較高的光提取效率。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0007]—種在LED外延片上電鍍銅的方法，包括以下步驟:
[0008](I)在外延片表面依次蒸鍍Cr層、Pt層和Au層，得到復合基板；
[0009](2)分別采用丙酮、乙醇和去離子水對所述復合基板進行清洗0.5-2min，再用濃度為5%-10%H2S04進行表面活化；
[0010](3)利用UV膜對復合基板的背面進行包覆；
[0011](4)將含磷0.04-0.065的％的磷銅陽極黑化1-51!，然后進行清洗，所用清洗溶液由摩爾比為I: 10-1:2的(NH4)2S2O8和H2SO4組成；
[0012](5)將經步驟(3)處理的復合基板和經步驟(4)處理的磷銅陽極放入電鍍液中進行電鍍，所述磷銅陽極作為陽極，所述復合基板作為陰極;電鍍完成后，得到電鍍樣品。
[0013](6)對電鍍樣品進行清洗，去除殘余的電鍍液，然后取下UV膜，得到鍍銅層。
[0014]優選的，在步驟(I)中，所述外延片為GaN外延片。
[0015]優選的，在步驟(I)中，所述Cr層和Pt層的厚度均為30-50nm，所述Au層的厚度為800-1000nmo
[0016]優選的，在步驟(2)中，采用濃度為5%_10%H2S04對所述復合基板進行表面活化Imin0
[0017]優選的，在步驟(3)中，所述UV膜為型號為HYS-0910的UV膜。
[0018]優選的，在步驟(3)中，所述UV膜的面積比復合基板大O-lOcm2。
[0019]優選的，在步驟(5)中，所述電鍍液包括硫酸銅、硫酸、氯化銅、添加劑和水;所述電鍍液中，硫酸銅的濃度為120-150g/L、硫酸的濃度為150-220g/L、氯化銅的濃度為60-75ppm、添加劑的濃度為lml/L。
[0020]優選的，在步驟(5)中，所述添加劑為主光劑和活性劑，均由日本大和公司生產。
[0021]優選的，在步驟(5)中，所述電鍍的條件為:溫度20-26°C、攪拌速度120-180rad/min、陰陽極間夾角80° -100°，陰極電流密度為1-5A/dm2，電鍍時間3_6小時。
[0022]優選的，在步驟(6)中，清洗后的樣品經波長365nm的紫外燈曝光10-15S即可輕松撕下UV膜，得到鍍銅層。
[0023]相比現有技術，本發明的有益效果在于:
[0024](I)本發明的制備方法獲得的鍍銅層與外延片的結合處組織致密，阻斷了由于各電極層導電引起的邊緣毛刺效應，使得缺陷不易形成，得到的鍍銅層導電導熱性良好，克服了傳統電鍍方法造成的樣品邊緣大量銅附著的現象，本發明制得的樣品表面粗糙度可達7nm0
[0025](2)本發明的制備方法工藝簡單，且在常溫下進行，易操作，實驗可控性好，價格便宜，有利于降低生產成本。
[0026](3)本發明的制備方法可快速鍍出高質量的桃色銅層，在此基礎上得到的垂直結構LED芯片，其光提取效率提高3倍，成品率也有明顯提升。
【附圖說明】
[0027]圖1是實施例1電鍍銅裝置的示意圖。
[0028]圖2是實施例1及對比例I制備的鍍銅層的實物對比圖。
[0029]圖3是實施例1制備的鍍銅層原子力顯微鏡掃描(AFM)圖。
[0030]其中:1、電解槽;2、電鍍液;3、磷銅陽極;4、GaN外延片；
[0031]A、實施例1制備的鍍銅層的實物圖；
[0032]B、對比例I制備的鍍銅層的實物圖。
【具體實施方式】
[0033 ]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本發明做進一步描述:
[0034]實施例1
[0035]本實施例在LED外延片上電鍍銅的方法，包括以下步驟:
[0036](I)在GaN外延片表面依次蒸鍍Cr層、Pt層和Au層，得到復合基板;所述Cr層和Pt層的厚度均為30-50nm，所述Au層的厚度為800_1000nm ；
[0037](2)采用丙酮、乙醇和去離子水分別清洗所述復合基板1.5min、1.5min、Imin，達到去油效果后，再用濃度為10%的出504進行表面活化Imin。
[0038](3)利用UV膜將復合基板的背面進行包覆，其面積比復合基板大5cm2;
[0039](4)將含磷0.065?〖％的磷銅陽極黑化3h，然后進行清洗，所用清洗溶液由摩爾比為1:5的(NH4)2S2O8和H2SO4組成；
[0040](5)將經步驟(3)處理的復合基板和經步驟(4)處理的磷銅陽極放入電鍍液中進行電鍍，所述磷銅陽極作為陽極，所述復合基板作為陰極；
[°041 ]電鍍液的成分為:硫酸銅120g/L、硫酸180g/L、氯化銅60ppm、添加劑lml/L;所述添加劑為主光劑和活性劑，均由日本大和公司生產；電鍍條件為:溫度24°C、攪拌速度120rad/min、陰陽極夾角為90°、電鍍時間為3h、電流密度3A/dm2;
[0042](6)將經步驟(5)處理后的復合基板進行清洗，去除電鍍液后，再用波長為365nm的紫外燈照射，曝光1s后撕去UV膜，即可得到厚度為60μπι的桃色銅層。
[0043]如圖1所示，是實施例1電鍍銅裝置的示意圖。包括含有電鍍液2的電解槽1、用作陽極的磷銅陽極3和用作陰極的GaN外延片4。
[0044]圖2是實施例1及對比例I制備的鍍銅層的實物對比圖。由圖可知實施例1制備的鍍銅層表面無銅肩附著且邊緣幾乎無毛刺產生。
[0045]圖3是實施例1制備的鍍銅層的AFM圖。圖中測試結果表明鍍銅層具有良好的平整度以及極小的粗糙度，顯示了其具有良好的性能。
[0046]實施例2
[0047]本實施例在LED外延片上電鍍銅的方法，包括以下步驟:
[0048