深紫外阵列互联micro-LED及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113903762A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111173181.4(22)申请日2021.10.08(71)申请人中紫半导体科技（东莞）有限公司地址523000广东省东莞市松山湖园区学府路1号12栋302室(72)发明人王新强李铎袁冶刘上锋康俊杰罗巍李泰万文婷(74)专利代理机构深圳市千纳专利代理有限公司44218代理人刘嘉伟(51)Int.Cl.H01L27/15(2006.01)H01L33/20(2010.01)H01L33/40(2010.01)H01L33/00(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称深紫外阵列互联micro-LED及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种深紫外阵列互联micro‑LED及其制备方法，本发明采用微米台面降低了紫外光在LED结构中的吸收损耗，覆盖在微米台面阵列上方的金属增强了紫外光线的在电极处的反射，以使大部分的出射光从倒装结构的背面出射，从而大幅度提高了该深紫外LED结构中紫外光的光提取效率，降低了电极的发热，同时微米台面提高了有源区中载流子的注入密度，提高日盲通讯中的调制带宽和传输速率，高亮度则有助于提高信号传输过程中的信噪比和抗干扰能力，以及延长了传输距离。本发明深紫外阵列互联micro‑LED的制备方法灵活性强，兼容现有半导体工艺，有利于改善器件性能，实现批量生产。CN113903762ACN113903762A权利要求书1/2页1.一种深紫外阵列互联micro‑LED，其特征在于，其包括成核层、缓冲层、N型掺杂层、多量子阱有源区、电子阻挡层、P型掺杂层、N型接触电极、P型接触电极、钝化层、P型焊盘和N型焊盘，所述成核层、缓冲层和N型掺杂层依次相叠置，所述N型掺杂层上分布有多量子阱有源区和N型接触电极，所述电子阻挡层、刻蚀后的P型掺杂层、P型接触电极、钝化层依次叠置在多量子阱有源区上，所述P型焊盘与钝化层相接触，所述N型焊盘与N型接触电极相接触。2.一种深紫外阵列互联micro‑LED的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)选取半导体LED外延片，所述半导体LED外延片包括依次相叠置的衬底、成核层、缓冲层、N型掺杂层、多量子阱有源区、电子阻挡层和P型掺杂层，对所述半导体LED外延片进行预处理，使得表面洁净；(2)根据预先设计的曝光版图相应在P型掺杂层的上表面旋涂光刻胶，经曝光机曝光、显影后，利用等离子体刻蚀所述半导体LED外延片至N型掺杂层的上表面，暴露出部分N型掺杂层的上表面，刻蚀后在惰性气体氛围中热退火以消除N型掺杂层界面的刻蚀损伤，保留下来的P型掺杂层的表面形成微台面；(3)在暴露出的N型掺杂层的上表面旋涂负性光刻胶，曝光出N型欧姆接触合金窗口，显影后进行沉积金属，去除光刻胶后经热退火形成N型欧姆接触金属；(4)在所述微台面的表面旋涂负性光刻胶，在所述微台面上曝光出P型欧姆接触合金窗口，显影后沉积金属，去除光刻胶后经热退火，在微台面的部分表面形成P型欧姆接触金属，获得半成品；(5)对半成品进行沉积绝缘层；(6)在P型欧姆接触金属和N型欧姆接触金属之上的绝缘层上旋涂正性光刻胶，去除P型欧姆接触金属以及N型欧姆接触金属上的绝缘层，并沉积金属，分别形成P型焊盘和N型焊盘，从而形成芯片；(7)通过倒装工艺将芯片焊接在基板上；(8)剥离衬底，制得深紫外阵列互联micro‑LED。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述半导体LED外延片为III族氮化物半导体外延片。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，若形成多个微台面且呈二维阵列分布，则在制备微栅P型欧姆接触电极和N型欧姆接触金属之后，并在沉积绝缘层之前，需要对多个微台面进行切割；在整个微台面的表面旋涂正性光刻胶，作为掩膜，使得相邻微台面之间刻蚀出深凹槽，作为切割道，进行切割分离成单独的微台面单元，每一个单独的微台面单元形成一个芯片单元。5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于：所述微台面的长和宽尺寸为1μm～50μm。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：相邻微台面之间的间距为40～60μm。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的惰性气体为氮气。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述N型欧姆接触金属包括第一Ti层、第二Al层、第三Ti层和第四Au层，所述第一Ti层、第二Al层、第三Ti层和第四Au层的厚度分别为30～40nm、60～90nm、30～40nm、60～100nm，其中第一Ti层和第二Al层的厚度比例在为1：2～3，所述第一Ti层、第二Al层、第三Ti层和第四Au层在在900～950℃的氮气