[發(fā)明專利]氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管電極結(jié)構(gòu)的制作方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010251508.0
• 申請(qǐng)日: 2010-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN101937957A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭恩卿;劉志強(qiáng);汪煉成;伊?xí)匝?/a>;王莉;王國(guó)宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01L33/36
• 分類號(hào): H01L33/36
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是指氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管電極結(jié)構(gòu)的制作方法。

背景技術(shù)

GaN基LED的器件結(jié)構(gòu)，主要經(jīng)歷了正裝結(jié)構(gòu)、倒裝結(jié)構(gòu)，以及目前廣為國(guó)際上重視的垂直結(jié)構(gòu)三個(gè)主要階段。本質(zhì)上講，前兩種器件結(jié)構(gòu)——倒裝結(jié)構(gòu)、正裝結(jié)構(gòu)均沒有擺脫藍(lán)寶石襯底對(duì)器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的束縛。2004年開始，垂直結(jié)構(gòu)得到了人們的廣泛關(guān)注，垂直結(jié)構(gòu)通過熱壓鍵合、激光剝離(LLO)等工藝，將GaN外延結(jié)構(gòu)從藍(lán)寶石轉(zhuǎn)移到Cu、Si等具有良好電、熱傳導(dǎo)特性的襯底材料上，器件電極上下垂直分布，從而徹底解決了正裝、倒裝結(jié)構(gòu)GaN基LED器件中因?yàn)殡姌O平面分布、電流側(cè)向注入導(dǎo)致的諸如散熱，電流分布不均勻、可靠性等一系列問題。因此，垂直結(jié)構(gòu)也被稱為是繼正裝、倒裝之后的第三代GaN基LED器件結(jié)構(gòu)，很有可能取代現(xiàn)有的器件結(jié)構(gòu)而成為GaN基LED技術(shù)主流。

垂直結(jié)構(gòu)LED的發(fā)光效率是最重要的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)一步提高其發(fā)光效率是LED走向通用照明領(lǐng)域的必經(jīng)之路，也是目前面臨的一個(gè)最大的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管電極結(jié)構(gòu)制作的方法。即在P型氮化鎵芯片臺(tái)面上特定區(qū)域加入絕緣薄膜阻擋電流的注入，該區(qū)域正好與N電極圖形重合。在同樣的注入電流下該設(shè)計(jì)能加強(qiáng)N電極周圍區(qū)域的電流注入，降低了N電極下方無用的電注入發(fā)光，從而提高了發(fā)光效率。

本發(fā)明提供一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管電極結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟：

步驟1：取一具有藍(lán)寶石襯底的氮化鎵LED外延片，將該具有藍(lán)寶石襯底的氮化鎵LED外延片上的外延層的四周刻蝕，形成臺(tái)面，該臺(tái)面是LED的發(fā)光區(qū)域；

步驟2：在臺(tái)面上的外延層的四周制作側(cè)壁絕緣薄膜，在外延層的部分上表面區(qū)域制作電極絕緣薄膜；

步驟3：在臺(tái)面的整個(gè)上表面制作P電極，該P(yáng)電極覆蓋電極絕緣薄膜、側(cè)壁絕緣薄膜和外延層的上表面；

步驟4：然后用鍵合或電鍍的方式，在P電極的上表面制作轉(zhuǎn)移襯底；

步驟5：采用激光剝離去除外延片的藍(lán)寶石襯底；

步驟6：在去除襯底后的外延層的部分表面區(qū)域制作N電極，該部分表面區(qū)域是電極絕緣薄膜的正上方，完成氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片隔離的制作。

其中P電極的材料是鎳、銀、鉑、鈀、金或ITO，或鎳、銀、鉑、鈀、金、ITO中的幾種材料的組合。

其中轉(zhuǎn)移襯底的材料為銅、銅-鎢合金、鎳或硅。

其中絕緣薄膜和絕緣薄膜的材料是氧化硅、氮化硅、氧化鋁或絕緣的聚合物。

其中N電極的材料是Ti、Al、Cr、ITO、Pd或Au，或Ti、Al、Cr、ITO、Pd、Au中的幾種材料的組合。

其中N電極的圖形與絕緣薄膜的圖形相同或相近，并且能上下相套。

其中N電極的圖形面積占臺(tái)面總面積的1％至30％。

附圖說明

為使審查員能進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其目的，以下結(jié)合附圖及較佳具體實(shí)施例的詳細(xì)說明如后，其中：

圖1是本發(fā)明的藍(lán)寶石襯底上的芯片臺(tái)面示意圖。

圖2為本發(fā)明的芯片臺(tái)面在制作完絕緣薄膜圖形后的示意圖。

圖3是本發(fā)明的芯片臺(tái)面在制作完P(guān)電極和轉(zhuǎn)移襯底后的示意圖。

圖4是本發(fā)明的芯片臺(tái)面在進(jìn)行激光剝離去藍(lán)寶石襯底后的示意圖。

圖5是本發(fā)明的芯片臺(tái)面在制作完N電極后的示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1-圖5所示，本發(fā)明提供一種氮化鎵基垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管電極結(jié)構(gòu)的制作方法。，包括如下步驟：

步驟1：取一具有藍(lán)寶石襯底的氮化鎵LED外延片100(圖1中)，利用光刻和刻蝕技術(shù)，將該具有藍(lán)寶石襯底的氮化鎵LED外延片100上的外延層40的四周刻蝕，形成臺(tái)面501(圖1中)，該臺(tái)面501是LED的發(fā)光區(qū)域，刻蝕的方法包括ICP刻蝕、RIE刻蝕和激光劃刻；

步驟2：在臺(tái)面501上的外延層40的四周制作絕緣薄膜20，在外延層40的部分上表面區(qū)域制作絕緣薄膜10(圖2中)，絕緣薄膜20和絕緣薄膜10的材料是氧化硅、氮化硅介質(zhì)膜、氧化鋁或絕緣的聚合物；

步驟3：在臺(tái)面501的整個(gè)上表面制作P電極30，該P(yáng)電極30覆蓋絕緣薄膜10、絕緣薄膜20和外延層40的上表面，該P(yáng)電極30的材料是鎳、銀、鉑、鈀、金或ITO，或鎳、銀、鉑、鈀、金、ITO中的幾種材料的組合；

步驟4：然后用鍵合或電鍍的方式，在P電極30的上表面制作轉(zhuǎn)移襯底60，該轉(zhuǎn)移襯底60的材料為銅、銅-鎢合金、鎳或硅，轉(zhuǎn)移襯底60的厚度在80um至1000um之間；