[發明專利]一種GaN半導體LED芯片制作方法

有效

• 申請號: 201210159281.6
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN103426981A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 巴建鋒;余志炎;王磊;路鵬;李國琪;王強;鞏春梅
• 申請（專利權）人: 無錫華潤華晶微電子有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李家麟;李浩

技術領域

本發明涉及半導體技術，本發明尤其涉及GaN半導體LED芯片制作方法。

背景技術

以GaN為代表的第三代半導體材料是近年來備受關注的一種半導體材料，在白光LED、短波長激光器、紫外探測器以及高溫大功率器件中具有廣泛的應用。

然而，由于自然界缺乏天然的GaN材料，當前主要是通過在藍寶石襯底上外延異質生長GaN來制成芯片的。而藍寶石的主要成分是三氧化二鋁(Al₂O₃)，其具有較寬的光學穿透帶，從近紫外光(190?nm)到中紅外光都具有很好的透光性，并且具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高熔點等特點。藍寶石的這些特點使得它可以滿足GaN磊晶制作過程中的耐高溫要求，因而成為制作白、藍、綠光LED的關鍵材料。

但是，目前通過在藍寶石襯底上生長GaN外延芯片以制得LED需要較多的工序，因而工序繁瑣、成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種減少了工藝步驟的在藍寶石襯底上進行GaN外延以制得LED芯片的方法。

按照本發明的一個方面，本發明提供了一種GaN半導體LED芯片制作工藝，其特征在于，它包括如下步驟：

a）在藍寶石襯底7上依次生長LED外延片結構：p型GaN層4、多量子阱層5和n型GaN層6；

b）在所述p型GaN層4上，生長摻錫氧化銦電極層3；

c)?采用FeCl_3?：HCl組成的腐蝕液，對摻錫氧化銦電極層3進行過腐蝕；

d)?采用電子束蒸發臺，在p型GaN層4上和n型GaN層6上分別生長p型歐姆接觸層1’和n型電極層8’；以及

e)?在完成p型電極歐姆接觸層1’和n型電極層8’的生長之后，對藍寶石襯底7進行減薄、拋光、劃片和裂片處理。

按照本發明第二個方面，提供了一種GaN半導體LED芯片制作工藝，其中，步驟d）可以被如下兩個步驟來替代：

d－1)?采用等離子體增強型化學氣相沉積（PECVD）設備，在摻錫氧化銦電極層3上沉積SiO₂保護層2；以及

d－2)?在已經沉積了SiO₂保護層2的地方，刻蝕出p型電極區域1和n型電極區域8。

按照本發明的第三個方面，提供了一種GaN半導體LED芯片制作工藝，其摻錫氧化銦電極層3在300^oC的溫度下生長成，厚度為2400?。

按照本發明第四個方面，提供了一種GaN半導體LED芯片制作工藝，摻錫氧化銦的組分要求是：10％的SnO₂，和90％的In₂O₃，并且SnO₂和In₂O₃的純度是99.9％。

按照本發明第五個方面，提供了一種GaN半導體LED芯片制作工藝，在步驟b)和步驟c)之間，還包括：

步驟b-1)：在510^oC的溫度下，對生成的摻錫氧化銦電極層3進行退火，持續時間10分鐘。

按照本發明第六個方面，提供了一種GaN半導體LED芯片制作工藝，其中的FeCl_3?：HCl組成的腐蝕液的配比是3：1或5：1，并將由該配比組成的FeCl_3?：HCl腐蝕液加熱到30^oC－50^oC后，將摻錫氧化銦電極層3過腐蝕2μm－3μm，使得經過腐蝕后的摻錫氧化銦電極層3比下面的p型GaN層4的圖形小。