一种垂直紫外led芯片的制备方法_2

文档序号:9913248阅读:来源:国知局
层1、多 量子阱层2和P型外延层3。
[0036] 图3所示实施例表明,本发明方法中在蓝宝石衬底片子13上生长的N型外延层1、多 量子阱层2和P型外延层3之后,再在P型外延层3上蒸镀Ni/Ag金属电流扩展层4。
[0037] 图4所示实施例表明,本发明方法中在蓝宝石衬底片子13上生长的N型外延层1、多 量子阱层2和P型外延层3,再在P型外延层3上蒸镀Ni/Ag金属电流扩展层4之后,在Ni/Ag金 属电流扩展层4制备了DBR层5并且腐蚀出三个P电极孔14。
[0038] 图5所示实施例表明,本发明方法中在蓝宝石衬底片子13上生长的N型外延层1、多 量子阱层2和P型外延层3,再在P型外延层3上蒸镀Ni/Ag金属电流扩展层4,又在Ni/Ag金属 电流扩展层4制备了DBR层5之后,再在P电极孔14上用电子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/Au 形成P电极塞6,在DBR层5上蒸镀键合金属Cr层a7和键合金属Au层a8。
[0039]图6所示实施例表明,本发明方法中在硅片11上蒸镀键合金属Au层b9和键合金属 Cr层blOο
[0040] 图7所示实施例表明,本发明方法中将完成了第一步至第五步工艺的蓝宝石衬底 片子13和蒸镀有同样厚度键合金属的同样大小的硅片11在Bonding机里键合在一起,包括 在蓝宝石衬底片子13上生长的N型外延层1、多量子阱层2和P型外延层3,在P型外延层3上蒸 镀Ni/Ag金属电流扩展层4,在Ni/Ag金属电流扩展层4制备的DBR层5,在P电极孔14上用电子 束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/Au形成的P电极塞6,在DBR层5上蒸镀的键合金属Cr层a7和键 合金属Au层a8,以及在娃片11上蒸镀的键合金属Au层b9和键合金属Cr层blO。
[0041] 图8所示实施例表明,本发明方法中使用激光剥离技术将图7中所示的蓝宝石衬底 片子13的衬底剥离,将N型外延层1裸露出来,此时产品包括在N型外延层1、多量子阱层2和P 型外延层3,在P型外延层3上蒸镀Ni/Ag金属电流扩展层4,在Ni/Ag金属电流扩展层4制备的 DBR层5,在P电极孔14上用电子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/Au形成的P电极塞6,在DBR层5 上蒸镀的键合金属Cr层a7和键合金属Au层a8,以及在硅片11上蒸镀的键合金属Au层b9和键 合金属Cr层blO。
[0042] 图9所示实施例表明,本发明方法中制备N电极12之后,完成垂直紫外LED芯片的制 备。该垂直紫外LED芯片的构成包括N电极12、N型外延层1、多量子阱层2和P型外延层3,在P 型外延层3上蒸镀Ni/Ag金属电流扩展层4,在Ni/Ag金属电流扩展层4制备的DBR层5,在P电 极孔14上用电子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/Au形成的P电极塞6,在DBR层5上蒸镀的键合 金属Cr层a7和键合金属Au层a8,以及在娃片11上蒸镀的键合金属Au层b9和键合金属Cr层 bl0〇
[0043] 实施例1
[0044]本实施例的一种垂直紫外LED芯片的制备方法,步骤如下:
[0045] 第一步,在蓝宝石衬底片子上用MOCVD依次生长N型外延层、多量子阱层和P型外延 层,将生长好的外延片用质量百分比浓度为98 %H2S〇4与质量百分比浓度为30 %H2〇2按体积 比= 3:1的混合溶液加热到80°C,浸泡10分钟,然后用去离子水冲洗5分钟,最后用甩干机甩 干20分钟;
[0046]第二步,在经过第一步处理的蓝宝石衬底片子的P型外延层的表面,用电子束蒸发 台蒸镀一层超薄的金属Ni/Ag,作为电流扩展层,其中Ni的厚度控制在5l,Ag的厚度控制在 40A,要求该金属电流扩展层在下一步的退火后与P型外延层形成欧姆接触;
[0047]第三步,将第二步得到的Ni/Ag金属电流扩展层用退火炉在N2环境下退火,退火温 度为350°C,N2流速为10L/min,退火时间为5分钟;
[0048]第四步,在第三步退火后的Ni/Ag金属电流扩展层上制备DBR层,使用的材料是 SiO2和TiO2蒸发源,用电子束蒸发的方法先蒸镀一层厚度为4200A的Si〇2,然后将TiO 2和 SiO2交替蒸发,蒸发4周期,每一个蒸发周期中TiO2的厚度均为278A,SiO2的厚度均为477A, 蒸镀时电子束蒸发台参数压力为0.0213Pa,温度为300 °C;
[0049]第五步,在第四步制得的DBR层上进行涂胶、曝光、显影和坚膜,形成出2个P电极塞 图形,然后再用HF腐蚀液刻蚀出2个P电极孔,所刻蚀P电极孔的深度刚好为DBR层的厚度,然 后再去胶清洗甩干,最后再进行涂胶、曝光和显影,再用电子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/ Au作为P电极塞,所形成Cr厚度为1〇Α、Α1厚度为1〇〇(^、1^厚度为3〇0〇1和411的厚度随着081? 层厚度的变化而变化并且确保所形成的2个P电极塞制备在上述Ni/Ag金属电流扩展层上,P 电极塞的厚度和DBR层的厚度相同;
[0050]第六步,在第五步的蒸镀P电极塞完成之后,用蓝膜将无用的金属剥离,剥离之后 清洗甩干,然后在上述制备好的DBR层上蒸镀键合金属层,所述键合金属为Cr和Au,Cr的厚 度为10 A5Au的厚度为5μπι,另外在和蓝宝石衬底片子同样大小的硅片或铜片上蒸镀同样厚 度的键合金属层,将完成了第一步至第五步工艺并蒸镀键合金属层的蓝宝石衬底片子和蒸 镀有同样厚度键合金属层的同样大小的娃片或铜片在Bonding机里键合在一起;
[0051 ]第七步,在第六步的Bonding机里键合之后,使用激光剥离技术将蓝宝石衬底片子 的衬底从外延层上剥离下来,再进行涂胶、曝光和显影,再用电子束蒸发台蒸镀N电极,是用 电子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/Au,形成Cr厚度为1〇£、Α1厚度为l〇〇〇A、Ti厚度为1000A 和Au厚度为5000A.的N电极,最后将无用的金属去除,最终完成垂直紫外LED芯片的制备。 [0052] 实施例2
[0053]本实施例的一种垂直紫外LED芯片的制备方法,步骤如下:
[0054]第一步,同实施例1;
[0055] 第二步,在经过第一步处理的蓝宝石衬底片子的P型外延层的表面,用电子束蒸发 台蒸镀一层超薄的金属Ni/Ag,作为电流扩展层,其中Ni的厚度控制在M,Ag的厚度控制在 25A,要求该金属电流扩展层在下一步的退火后与P型外延层形成欧姆接触;
[0056] 第三步,除退火温度为370 °C,退火时间为8分钟之外,其他同实施例1;
[0057]第四步,在第三步退火后的Ni/Ag金属电流扩展层上制备DBR层,使用的材料是 SiO2和TiO2蒸发源,用电子束蒸发的方法先蒸镀一层厚度为430OA的SiO2,然后将TiO 2和 SiO2交替蒸发,蒸发12周期,每一个蒸发周期中TiO2的厚度均为310A, SiO2的厚度均为 52爐,蒸镀时电子束蒸发台参数压力为0.0213Pa,温度为300°C ;
[0058] 第五步,在第四步制得的DBR层上进行涂胶、曝光、显影和坚膜,形成出5个P电极塞 图形,然后再用HF腐蚀液刻蚀出5个P电极孔,所刻蚀P电极孔的深度刚好为DBR层的厚度,然 后再去胶清洗甩干,最后再进行涂胶、曝光和显影,再用电子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/ Au作为P电极塞,所形成Cr厚度为SOkAl厚度为2000A、Ti厚度为2000A和Au的厚度随着DBR 层厚度的变化而变化,并且确保所形成的5个P电极塞制备在上述Ni/Ag金属电流扩展层上, P电极塞的厚度和DBR层的厚度相同;
[0059] 第六步,在第五步的蒸镀P电极塞完成之后,用蓝膜将无用的金属剥离,剥离之后 清洗甩干,然后在上述制备好的DBR层上蒸镀键合金属层,所述键合金属为Cr和Au,Cr的厚 度为50 A,Au的厚度为3μπι,另外在和蓝宝石衬底片子同样大小的硅片或铜片上蒸镀同样厚 度的键合金属层,将完成了第一步至第五步工艺并蒸镀键合金属层的蓝宝石衬底片子和蒸 镀有同样厚度键合金属层的同样大小的娃片或铜片在Bonding机里键合在一起;
[0060] 第七步,在第六步的Bonding机里键合之后,使用激光剥离技术将蓝宝石衬底片子 的衬底从外延层上剥离下来,再进行涂胶、曝光和显影,再用电子束蒸发台蒸镀N电极,用电 子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/Au,形成Cr厚度为邱A、A1厚度为2:()a〇A、Ti厚度为2000A和 Au厚度为:800?Α的N电极,最后将无用的金属去除,最终完成垂直紫外LED芯片的制备。
[0061 ] 实施例3
[0062]本实施例的一种垂直紫外LED芯片的制备方法,步骤如下:
[0063] 第一步,同实施例1;
[0064]第二步,在经过第一步处理的蓝宝石衬底片子的P型外延层的表面,用电子束蒸发 台蒸镀一层超薄的金属Ni/Ag,作为电流扩展层,
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