一种带栅线欧姆接触结构的反极性芯片的制作方法

1.本实用新型涉及一种反极性芯片，尤其涉及一种带栅线欧姆接触结构的反极性芯片。


背景技术：

2.led具有高光效、低能耗、长寿命、高环保等优势，早已成为日常生活中不可或缺的光电元器件，目前已广泛应用于高效固态照明领域中，如数码管、显示屏、背光源、汽车用灯、交通信号灯、景观照明等。
3.目前，led由于光提取效率低，使得外量子效率不高，因此led主要的问题集中在如何将光从半导体材料内部提取出来。gaas是一种吸光材料，有源区发射的光能够被其吸收，是限制led光提取效率的主要因素。为了消除gaas衬底对光的吸收，硅衬底通过衬底转移技术来替代gaas衬底作为芯片的永久支撑衬底，制成了反极性芯片。在进行反极性芯片外延结构生长时，高掺杂浓度的algainp难以生长，为了保证外延层与金属电极实现欧姆接触，需要在algainp上面再生长一层高掺杂浓度的gaas。高掺杂浓度的gaas虽然实现了外延层与金属电极的欧姆接触，但是它会吸收有源区发射的光，影响芯片的出光效率。常用的处理方式是将金属电极区域之外的gaas全部去除，这种处理方式会使得电流集中在电极正下方区域，电极正下方区域的有源区发射的光会被电极遮挡而无法射出，降低芯片的出光效率。


技术实现要素：

4.为了克服下现有技术存在的缺点，提供一种带栅线欧姆接触结构的反极性芯片，将高掺杂浓度的gaas层通过湿法蚀刻制成栅线结构，该栅线结构的gaas 层在保证实现欧姆接触的同时降低了对有源区发射光的吸收，而且能够将电极正下方区域的电流有效的扩散到整个芯片。
5.本实用新型的技术方案为：
6.一种带栅线欧姆接触结构的反极性芯片，从下到上包括p面电极、永久硅衬底、第一金属层、第二金属层、介质膜层、p
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gap层、p
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alinp层、mqw有源区、n
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alinp层、n
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algainp层、n
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gaas层和n面电极,所述n
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gaas层被蚀刻成互相具有间隔的栅线，所述栅线直接互相连接或通过位于两者之间的所述栅线间接互相连接，所述栅线交错分布在整个所述n
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algainp层上，所述n
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gaas层上设置有所述n面电极，与所述n面电极直接连接的所述栅线的厚度大于不与所述n面电极直接连接的所述栅线的厚度。
7.进一步地，与所述n面电极直接连接的所述栅线的厚度为5
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8μm，不与所述 n面电极直接连接的所述栅线的厚度2
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4μm。
8.进一步地，所述n
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algainp层掺杂浓度为2e18/cm3，表面没有gaas覆盖的部分被粗化处理。
9.进一步地，所述介质膜层为sio2、sin或mgf2中的一种，所述介质膜层四周均匀分布一圈直径为5
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10μm的圆孔，所述圆孔被所述第二金属层填充。
10.进一步地，所述p面电极和所述n面电极由au、pt、ti、al、auge、aube 一种或几种组成。
11.进一步地，所述第一金属层由ti、pt、au组成，所述第二金属层由au、auzn 组成。
12.本实用新型的有益效果为：该反极性芯片将gaas层制成栅线结构，有效的降低了gaas层的覆盖面积，减弱了gaas层对有源区发射光的吸收；与n面电极直接连接的栅线的厚度较厚，增大了接触面积，实现了金属电极与外延层的欧姆接触；栅线交错分布在整个所述n
‑
algainp层上，可以有效的将电流扩散到整个芯片，提高芯片的亮度。
附图说明
13.图1为本实施例反极性芯片的结构示意图。
14.图2实施例一栅线的结构示意图。
15.图3实施例二栅线的结构示意图。
16.图4实施例三栅线的结构示意图。
17.其中，上述附图包括以下附图标记：1、p面电极；2、永久硅衬底；3、第一金属层；4、第二金属层；5、介质膜层；6、p
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gap层；7、p
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alinp层；8、mqw有源区；9、n
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alinp层；10、n
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algainp层；11、n
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gaas层；12、n面电极。
具体实施方式
18.现在将参照附图在下文中更全面地描述本实用新型，在附图中示出了本实用新型当前优选的实施方式。然而，本实用新型可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式；而是为了透彻性和完整性而提供这些实施方式，并且这些实施方式将本实用新型的范围充分地传达给技术人员。
19.实施例一
20.如图2所示，一种带栅线欧姆接触结构的反极性芯片，从下到上包括p面电极1、永久硅衬底2、第一金属层3、第二金属层4、介质膜层5、p
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gap层6、p
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alinp层7、mqw有源区8、n
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alinp层9、n
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algainp层10、n
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gaas层11和 n面电极12,所述n
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gaas层11被蚀刻成互相具有间隔的栅线，栅线包括四条相连的栅线，其中三条为竖线，中间竖线的宽度为5
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8μm，两侧的竖线宽度为2
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4 μm，另外一条为横线，横线的宽度为5
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8μm。
21.进一步地，所述n
‑
algainp层10掺杂浓度为2e18/cm3，表面没有gaas覆盖的部分被粗化处理。
22.进一步地，所述介质膜层5为sio2、sin或mgf2中的一种，所述介质膜层5 四周均匀分布一圈直径为5
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10μm的圆孔，所述圆孔被所述第二金属层4填充。
23.进一步地，所述p面电极1和所述n面电极12由au、pt、ti、al、auge、 aube一种或几种组成。
24.进一步地，所述第一金属层3由ti、pt、au组成，所述第二金属层4由au、 auzn组成。
25.该反极性芯片将gaas层制成栅线结构，有效的降低了gaas层的覆盖面积，减弱了gaas层对有源区发射光的吸收；两条较宽的栅线与金属电极(n面电极 12)连接，实现了金属电极与外延层的欧姆接触；四条相连的栅线可以有效的将电流扩散到整个芯片，提高芯片的亮度。
26.本实施例还提供一种带栅线欧姆接触结构的反极性芯片的制作方法，包括以下步骤：
27.1、提供一在gaas衬底生长完外延层的外延片；
28.2、在外延片背离gaas衬底的一面沉积一层sio2介质膜，通过湿法蚀刻在介质膜上制作一圈直径为6μm的孔洞；
29.3、在介质膜上蒸镀第二金属层au
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auzn
‑
au，第二金属层会将介质膜上的孔洞填满；
30.4、提供一永久硅衬底，在硅衬底上蒸镀第一金属层ti
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pt
‑
au；
31.5、将gaas衬底与硅衬底对齐，第一金属层与第二金属层紧密接触，在高温高压条件下完成两个金属层的键合；
32.6、将整个晶片浸泡到腐蚀液中，去除gaas衬底，露出高掺杂的n
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gaas层；
33.7、在n
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gaas层旋涂正性光刻胶，制作栅线的掩膜保护图形，利用磷酸和双氧水混合溶液去除掩膜保护图形的n
‑
gaas，用去胶液去除掩膜保护图形，得到栅线结构的n
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gaas层；
34.8、旋涂负性光刻胶，制作n面电极掩膜图形，蒸镀n面电极材料，利用 lift
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off工艺剥离电极区域以外的金属材料，得到n面电极；
35.9、旋涂正性光刻胶，制作掩膜保护图形覆盖n面电极和栅线结构的n
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gaas 层，利用粗化液对n
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alinp层进行粗化处理，使得n
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gaas层变为互相具有间隔的栅线n
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gaas层；
36.10、将硅衬底背离外延层的一面研磨至需要的厚度，对掩膜面进行有机清洗，蒸镀p面电极材料；
37.11、通过激光切割、劈裂的方式将晶片分成一个个单独的芯粒。
38.实施例二
39.如图3所示，与实施例一不同之处在于，栅线包括五条相连的栅线，其中四条为竖线，中间两条竖线的宽度为5
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8μm，两侧的竖线宽度为2
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4μm，另外一条为横线，横线的宽度为5
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8μm。
40.实施例三
41.如图4所示，与实施例一不同之处在于，栅线包括四条相连的栅线，其中两条为折线，折线的宽度为5
‑
8μm，两侧的竖线宽度为2
‑
4μm。
42.以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。