垂直LED芯片结构及其制备方法.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CN107026220A(43)申请公布日2017.08.08(21)申请号201610068621.2(22)申请日2016.01.29(71)申请人映瑞光电科技（上海）有限公司地址201306上海市浦东新区临港产业区新元南路555号金融中心211室(72)发明人魏天使童玲徐慧文李起鸣(74)专利代理机构上海光华专利事务所31219代理人余明伟(51)Int.Cl.H01L33/00(2010.01)H01L33/06(2010.01)H01L33/22(2010.01)H01L33/32(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称垂直LED芯片结构及其制备方法(57)摘要本发明提供一种垂直LED芯片结构及其制备方法，包括：1）提供蓝宝石衬底，在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）在P-GaN层上形成P电极；3）提供键合衬底，将键合衬底与步骤2）得到的结构键合；4）剥离蓝宝石衬底；5）去除UID-GaN层；6）在N-GaN层表面形成掩膜层，依据掩膜层，采用ICP刻蚀工艺去除部分位于切割道区域的GaN；7）去除掩膜层，采用湿法刻蚀工艺去除保留于切割道区域的GaN，同时形成台阶结构；8）对N-GaN层表面进行表面粗化，形成粗化微结构；9）在N-GaN层表面制备N电极。由于ICP刻蚀过程中并未完全刻透位于切割道区域的GaN，切割道区域不会有金属溅起物的产生，台阶结构的侧壁不会产生漏电或ESD击穿漏电。CN107026220ACN107026220A权利要求书1/2页1.一种垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1)提供蓝宝石衬底，在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)在所述P-GaN层上形成P电极；3)提供键合衬底，将所述键合衬底与步骤2)得到的结构键合在一起，且所述P电极的表面与所述键合衬底的表面紧密贴合；4)剥离所述蓝宝石衬底；5)去除所述UID-GaN层；6)在对应于后续要形成台阶结构的区域的所述N-GaN层表面形成掩膜层，依据所述掩膜层，采用ICP刻蚀工艺去除部分位于切割道区域的GaN；7)去除所述掩膜层，并采用湿法刻蚀工艺去除保留于切割道区域的GaN，同时形成台阶结构；8)对所述N-GaN层表面进行表面粗化，形成粗化微结构；9)在表面粗化后的所述N-GaN层表面制备N电极。2.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤2)中，包括以下步骤：2-1)在所述P-GaN层表面形成欧姆接触的ITO透明导电膜；2-2)在所述ITO透明导电膜表面形成反射层，所述反射层包覆所述ITO透明导电膜；2-3)在所述反射层表面形成金属键合层，所述金属键合层包覆所述反射层。3.根据权利要求2所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤2-3)中，所述金属键合层的材料为惰性金属。4.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述键合衬底包括Si衬底、W/Cu衬底及Mo/Cu衬底中的一种。5.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤4)中，采用激光剥离工艺剥离所述蓝宝石衬底。6.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤5)中，采用ICP刻蚀工艺去除所述UID-GaN层，所述ICP刻蚀法采用的刻蚀气体包括Cl2及BCl3的一种或其混合气体。7.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤6)中，所述掩膜层为SiO2掩膜层。8.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤7)中，形成的所述台阶结构的侧壁与键合衬底之间的夹角为50°～70°。9.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤7)中，湿法腐蚀工艺中采用的腐蚀溶液为H2SO4与H3PO4的混合溶液。10.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤8)采用湿法腐蚀工艺对所述N-GaN层表面进行表面粗化，使所述N-GaN层表面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。11.一种垂直LED芯片结构，其特征在于，所述垂直LED芯片结构包括：键合衬底，依次层叠于所述键合衬底之上的P电极、P-GaN层、多量子阱层、及N-GaN层，以及位于所述N-GaN层2CN107026220A权利要求书2/2页表面的N电极；所述P-GaN层、所述多量子阱层及所述N-GaN层形成台阶结构，所述台阶结构的侧壁与所述键合衬底之间的夹角为50°～7