导电衬底107与所述P电极106。
[0048]作为示例，所述导电衬底107包括Si衬底、W/Cu衬底及Mo/Cu衬底中的一种。在本实施例中，所述导电衬底107为W/Cu衬底，由于W/Cu衬底具有较高的导电及导热率，可以大大提高LED芯片的散热效率。
[0049]如图7所示，然后进行步骤4)，剥离所述蓝宝石衬底101 ;
[0050]在本实施例中，采用激光剥离工艺剥离所述蓝宝石衬底101，
[0051]如图8所示，接着进行步骤5)，去除所述UID-GaN层102，并采用ICP刻蚀法去除切割道区域的GaN，同时形成GaN侧壁108 ;
[0052]在本实施例中，采用ICP刻蚀法去除所述UID-GaN层102，并采用ICP刻蚀法去除切割道区域的GaN，所述ICP刻蚀法采用的刻蚀气体包括(:12及BCl 3的一种或其混合气体。
[0053]另外，本实施例所形成的GaN侧壁108与导电衬底107之间的夹角为45_75度。
[0054]如图9所示，然后进行步骤6)，对所述N-GaN层103表面及GaN侧壁108进行表面粗化，形成粗化微结构109。
[0055]作为示例，采用湿法腐蚀工艺对所述N-GaN层103表面及GaN侧壁108进行表面粗化，使N-GaN层103表面及GaN侧壁108均形成金字塔形粗化微结构109，所述湿法腐蚀工艺采用的腐蚀溶液包括KOH及H3PO4*的一种或其混合溶液。在本实施例中，所述湿法腐蚀工艺采用的腐蚀溶液为Η3Ρ04。本实施例采用湿法腐蚀进行粗化的工艺，一方面可以对GaN侧壁108进行一次较为彻底的清洗，避免GaN侧壁108沾污造成的漏电，另一方面能够最大限度地提高垂直结构LED芯片内部光的提取效率。
[0056]如图10所示，最后进行步骤7)，于所述GaN层表面制备N电极110。
[0057]作为示例，采用蒸镀法于所述GaN层表面制备N电极110，所述N电极110可以采用Ni/Au层，Al/Ti/Pt/Au层，或Cr/Pt/Au层。在本实施例中，所述N电极110为Ni/Au层。
[0058]如图10所示，本实施例还提供一种具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构，包括:导电衬底107，依次层叠于所述导电衬底107之上的P电极106、P-GaN层105、多量子阱层104、及N-GaN层103，以及位于所述N-GaN层103表面的N电极110，所述P-GaN层105侧壁、多量子阱层104侧壁及N-GaN层103侧壁组成GaN侧壁108，所述GaN侧壁108表面及N-GaN层103表面形成有粗化微结构109。
[0059]作为示例，所述导电衬底107包括Si衬底、W/Cu衬底及Mo/Cu衬底中的一种。在本实施例中，所述导电衬底107为W/Cu衬底，由于W/Cu衬底具有较高的导电及导热率，可以大大提高LED芯片的散热效率。
[0060]作为示例，所述P电极106包括与P-GaN形成欧姆接触的ITO层或Ni层，位于所述ITO层或Ni层之上的Ag反射镜，以及位于所述Ag反射镜之上的Au/Sn键合层金属层。
[0061]作为示例，所述GaN侧壁108与导电衬底107之间的夹角为45_75度。
[0062]作为示例，所述粗化微结构109为金字塔形粗化微结构109。由于所述N-GaN层103及GaN侧壁108均形成有金字塔形粗化微结构109，可以大大提高垂直结构LED芯片内部光的提取效率。
[0063]如上所述，本发明提供一种具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，所述制备方法包括:1)提供蓝宝石衬底101，于所述蓝宝石衬底101上依次生长UID-GaN层102、N-GaN层103、多量子阱层104以及P-GaN层105 ；2)于所述P-GaN层105上形成P电极106 ;3)提供导电衬底107，键合所述导电衬底107与所述P电极106 ;4)剥离所述蓝宝石衬底101 ;5)去除所述UID-GaN层102，并采用ICP刻蚀法去除切割道区域的GaN，同时形成GaN侧壁108 ;6)对所述N-GaN层103表面及GaN侧壁108进行表面粗化，形成粗化微结构109;以及7)于所述GaN层表面制备N电极110。本发明通过晶片键合及激光剥离技术将蓝宝石衬底101与GaN外延层分离，并利用光刻及ICP干法刻蚀工艺形成单个垂直芯片台面(MESA)图形，最后采用湿法腐蚀工艺将台面的侧壁及台面表面同时进行粗化，形成有利于出光的金字塔形微结构，一方面可以对台面的侧壁进行一次较为彻底的清洗，避免侧壁沾污造成的漏电，另一方面能够最大限度地提高垂直结构LED芯片内部光的提取效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0064]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括: 1)提供蓝宝石衬底，于所述蓝宝石衬底上依次生长UID-GaN层、N-GaN层、多量子阱层以及P-GaN层； 2)于所述P-GaN层上形成P电极； 3)提供导电衬底，键合所述导电衬底与所述P电极； 4)剥离所述蓝宝石衬底； 5)去除所述UID-GaN层，并采用ICP刻蚀法去除切割道区域的GaN，同时形成GaN侧壁； 6)对所述N-GaN层表面及GaN侧壁进行表面粗化，形成粗化微结构； 7)于所述GaN层表面制备N电极。2.根据权利要求1所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，其特征在于:步骤2)包括以下步骤: 2-1)于所述P-GaN层表面制备欧姆接触的ITO层或Ni层； 2-2)于所述ITO层或Ni层表面制作Ag反射镜； 2-3)于所述Ag反射镜表面制作Au/Sn金属键合层。3.根据权利要求1所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，其特征在于:步骤3)所述的导电衬底包括Si衬底、ff/Cu衬底及Mo/Cu衬底中的一种。4.根据权利要求1所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，其特征在于:步骤4)采用激光剥离工艺剥离所述蓝宝石衬底。5.根据权利要求1所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，其特征在于:步骤5)所形成的GaN侧壁与导电衬底之间的夹角为45-75度。6.根据权利要求1所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，其特征在于:步骤5)中，采用ICP刻蚀法去除所述UID-GaN层，并采用ICP刻蚀法去除切割道区域的GaN，所述ICP刻蚀法采用的刻蚀气体包括(:12及BCl 3的一种或其混合气体。7.根据权利要求1所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构的制备方法，其特征在于:步骤6)采用湿法腐蚀工艺对所述N-GaN层表面及GaN侧壁进行表面粗化，使N-GaN层表面及GaN侧壁均形成金字塔形粗化微结构，所述湿法腐蚀工艺采用的腐蚀溶液包括KOH及H3PO4中的一种或其混合溶液。8.一种具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构，其特征在于，包括:导电衬底，依次层叠于所述导电衬底之上的P电极、P-GaN层、多量子阱层、及N-GaN层，以及位于所述N-GaN层表面的N电极，所述P-GaN层侧壁、多量子阱层侧壁及N-GaN层侧壁组成GaN侧壁，所述GaN侧壁表面及N-GaN层表面形成有粗化微结构。9.根据权利要求8所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构，其特征在于:所述导电衬底包括Si衬底、ff/Cu衬底及Mo/Cu衬底中的一种。10.根据权利要求8所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构，其特征在于:所述P电极包括与P-GaN形成欧姆接触的ITO层或Ni层，位于所述ITO层或Ni层之上的Ag反射镜，以及位于所述Ag反射镜之上的Au/Sn键合层金属层。11.根据权利要求8所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构，其特征在于:所述GaN侧壁与导电衬底之间的夹角为45-75度。12.根据权利要求8所述的具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构，其特征在于:所述粗化微结构为金字塔形粗化微结构。
【专利摘要】本发明提供一种具有粗化侧壁的LED垂直芯片结构及其制备方法，所述制备方法包括：1）于蓝宝石衬底上生长UID-GaN层、N-GaN层、多量子阱层以及P-GaN层；2）于P-GaN层上形成P电极；3）提供导电衬底，键合所述导电衬底与P电极；4）剥离所述蓝宝石衬底；5）去除所述UID-GaN层，并采用ICP刻蚀法去除切割道区域的GaN，同时形成GaN侧壁；6）对所述N-GaN层表面及GaN侧壁进行表面粗化，形成粗化微结构；7）制备N电极。本发明采用湿法腐蚀工艺将台面的侧壁及台面表面同时进行粗化，形成有利于出光的金字塔形微结构，一方面可以对台面的侧壁进行一次较为彻底的清洗，避免侧壁沾污造成的漏电，另一方面能够最大限度地提高垂直结构LED芯片内部光的提取效率。
【IPC分类】H01L33/32, H01L33/22
【公开号】CN105047777
【申请号】CN201510532173
【发明人】童玲, 张宇, 吕孟岩, 李起鸣
【申请人】映瑞光电科技(上海)有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月26日