一种垂直LED芯片的制备方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种垂直led芯片的制备方法。

背景技术：

1、以垂直结构配置电极的垂直型(vertical)led芯片相较于以水平结构配置电极的水平型(lateral)led芯片，在高电流方面表现出极高的优点；而且在光效率、高功率、启动电压下降、热特性方面也具有诸多优点。

2、现有对于蓝宝石衬底的gan-led制作垂直结构的led芯片需要进行衬底的剥离，一般采用激光剥离技术(laser lift-off,llo)。由于激光剥离后器件表面残留本征gan缓冲层的缘故，为进一步改善i-v特性,目前常用的方法是通过感应耦合等离子刻蚀(inductivelycoupled plasma etching,icp)去除残留的gan缓冲层，然而此过程容易伤及n-gan层，影响led芯片性能。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种垂直led芯片的制备方法。

2、本发明采用以下技术方案：一种垂直led芯片的制作方法，包括以下步骤：

3、步骤一：在衬底上依次制作gan缓冲层、n-gan层、多量子阱层、p型电子阻挡层以及p-gan层，以形成外延层；

4、步骤二：对所述p-gan层进行退火激活处理；

5、步骤三：在所述p-gan层上依次沉积ni层和第一ag层，依次将所述第一ag层和所述ni层腐蚀去除后，在所述p-gan层上沉积第二ag层，并对所述第二ag层进行刻蚀，以形成反射层；

6、步骤四：在所述反射层上沉积保护层，将所述保护层与硅基板键合；

7、步骤五：采用激光剥离技术将所述衬底及所述gan缓冲层去除，以形成芯片，对所述芯片进行退火处理；

8、步骤六：采用sih4气体对所述n-gan层表面进行吹扫处理后，在所述n-gan层上沉积ito层；

9、步骤七：在所述ito层上沉积钝化层，并在所述钝化层上制作与所述n-gan层电性连接的n型电极，完成led芯片的制作。

10、本发明一实施例的垂直led芯片的制作方法，通过在激光剥离衬底之后，采用sih4气体对n-gan层表面进行吹扫，使的n-gan层表面残留的gan缓冲层能够掺si变成n型gan，即gan缓冲层被同化成n-gan层，因此无需采用icp刻蚀去除残留的gan缓冲层，不会对n-gan层造成损失，保证芯片性能稳定；在n-gan层上沉积ito层，有利于消除因为激光剥离造成gan缓冲层表面凹凸不平，导致电流扩展受阻的情况。

11、进一步的，所述退火激活处理的退火温度为700℃-1000℃，持续时间为20min-40min。

12、进一步的，所述ni层与所述第一ag层的厚度之和为100nm-300nm。

13、进一步的，所述反射层的厚度为400nm-600nm。

14、进一步的，在所述将所述保护层与硅基板键合的步骤之前，还包括：在所述保护层上沉积第三ag层。

15、进一步的，所述退火处理的退火温度为450℃-600℃，持续时间为30min-45min。

16、进一步的，所述吹扫处理的时间为5min-15min。

17、进一步的，所述ito层的厚度为25nm-60nm。

18、进一步的，于在所述n-gan层上沉积钝化层的步骤前，还包括：在所述n-gan层上沉积掩膜层，对所述芯片进行边缘刻蚀，以于所述芯片上形成划片槽。

19、进一步的，所述钝化层的厚度为70nm-90nm。

技术特征：

1.一种垂直led芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，所述退火激活处理的退火温度为700℃-1000℃，持续时间为20min-40min。

3.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，所述ni层与所述第一ag层的厚度之和为100nm-300nm。

4.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，所述反射层的厚度为400nm-600nm。

5.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，在所述将所述保护层与硅基板键合的步骤之前，还包括：在所述保护层上沉积第三ag层。

6.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，所述退火处理的退火温度为450℃-600℃，持续时间为30min-45min。

7.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，所述吹扫处理的时间为5min-15min。

8.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，所述ito层的厚度为25nm-60nm。

9.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，于在所述n-gan层上沉积钝化层的步骤前，还包括：在所述n-gan层上沉积掩膜层，对所述芯片进行边缘刻蚀，以于所述芯片上形成划片槽。

10.根据权利要求1所述的垂直led芯片的制作方法，其特征在于，所述钝化层的厚度为70nm-90nm。

技术总结
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种垂直LED芯片的制备方法，步骤包括：在衬底上制作依次由GaN缓冲层、n‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p型电子阻挡层以及p‑GaN层组成的外延层；对p‑GaN层退火激活；在p‑GaN层沉积第二Ag层，并对其刻蚀以形成反射层；在反射层上沉积保护层，将保护层与硅基板键合；采用激光剥离技术将衬底去除，对芯片进行退火；采用SiH<subgt;4</subgt;气体对n‑GaN层表面吹扫，然后沉积ITO层；在n‑GaN层上沉积钝化层，并在n‑GaN层上制作n型电极，完成LED芯片的制作。本发明在激光剥离衬底之后，无需采用ICP刻蚀去除残留的GaN缓冲层，不会对n‑GaN层造成损失。

技术研发人员：周志兵,张星星,林潇雄,胡加辉,金从龙
受保护的技术使用者：江西兆驰半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16