[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310476571.8
• 申請(qǐng)日: 2013-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN104576872A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐化勇;徐現(xiàn)剛;徐明升;沈燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/42
• 分類號(hào): H01L33/42;H01L33/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，其結(jié)構(gòu)從上往下依次包括透明導(dǎo)電層、n型半導(dǎo)體層、活性層、p型半導(dǎo)體層、p型接觸層、介質(zhì)絕緣層、鍵合金屬層、導(dǎo)電襯底、n電極；其中，所述透明導(dǎo)電層材料在該半導(dǎo)體二極管芯片發(fā)射光的波段內(nèi)的透過率超過90%；透明導(dǎo)電層是在生長n型半導(dǎo)體層的生長襯底去除之后沉積到n型半導(dǎo)體層上的；?

在介質(zhì)絕緣層與鍵合金屬層之間設(shè)有n型接觸層，n型接觸層通過貫穿其上部各層的通孔直達(dá)n型半導(dǎo)體層中實(shí)現(xiàn)與n型半導(dǎo)體層接觸，實(shí)現(xiàn)n電極和n半導(dǎo)體層的電氣連接；或者所述通孔貫穿整個(gè)n型半導(dǎo)體層實(shí)現(xiàn)與透明導(dǎo)電層接觸；?

芯片表面有窗口，p電極位于窗口區(qū)域，p電極與p型接觸層接觸，實(shí)現(xiàn)p電極和p型半導(dǎo)體層的電氣連接；?

所述n型接觸層上的通孔內(nèi)表層沉積有n型接觸層材料。?

2.一種絕緣襯底的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，其結(jié)構(gòu)從上往下依次包括透明導(dǎo)電層、n型半導(dǎo)體層、活性層、p型半導(dǎo)體層、p型接觸層、介質(zhì)絕緣層、鍵合金屬層、絕緣襯底；其中，所述透明導(dǎo)電層材料在該半導(dǎo)體二極管芯片發(fā)射光的波段內(nèi)的透過率超過90%；透明導(dǎo)電層是在生長n型半導(dǎo)體層的生長襯底去除之后沉積到n型半導(dǎo)體層上的；?

在介質(zhì)絕緣層與鍵合金屬層之間設(shè)有n型接觸層，n型接觸層通過貫穿其上部各層的通孔直達(dá)n型半導(dǎo)體層中實(shí)現(xiàn)與n型半導(dǎo)體層接觸，或者所述通孔貫穿整個(gè)n型半導(dǎo)體層實(shí)現(xiàn)與透明導(dǎo)電層接觸；?

芯片表面有兩個(gè)窗口，其中一個(gè)窗口為p電極窗口，p電極與p型接觸層接觸，實(shí)現(xiàn)p電極和p型半導(dǎo)體層的電氣連接；另一個(gè)窗口為n電極窗口，在n型接觸層上制作有n電極，實(shí)現(xiàn)n電極和n型半導(dǎo)體層的電氣連接。?

3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，所述n型接觸層上設(shè)有多個(gè)通孔，所述通孔之間的距離在50-200微米。?

4.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，所述透明導(dǎo)電層材料為氧化銦錫或氧化鋅，厚度為50～500納米。?

5.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，n型半導(dǎo)體層厚度減薄至0.5～1微米。?

6.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，n型半導(dǎo)體層的摻雜濃度為1E17～1E19每立方厘米。?

7.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，所述p型接觸層為Ni、Ag、Al、Ti、Au、Pt之一或組合；n型接觸層為Cr、Ni、Al、Au、Ge、Ti之一或組合。?

8.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片，所述介質(zhì)絕緣層為氧化硅或者氮化硅或者氮氧化硅，厚度為0.1～1微米。?

9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片的制作方法，包括以下步驟：?

（1）在生長襯底上依次外延生長n型半導(dǎo)體層、活性層、p型半導(dǎo)體層；?

（2）通過干法或濕法蝕刻技術(shù)在外延層上制作多個(gè)通孔，通孔的深度達(dá)到n型半導(dǎo)體層或者完全穿透外延層達(dá)到生長襯底；?

（3）依次制作p型接觸層、介質(zhì)絕緣層、n型接觸層、鍵合金屬層；通過晶圓鍵合技術(shù)將外延晶片與另一導(dǎo)電襯底粘合；?

（4）通過機(jī)械研磨、拋光、干法或者濕法蝕刻技術(shù)移除生長襯底，露出n型半導(dǎo)體層；通過干法蝕刻或者濕法蝕刻將n型半導(dǎo)體層減薄至0.5～1微米；?

（5）在n型半導(dǎo)體層表面制作透明導(dǎo)電層；?

（6）通過干法或濕法蝕刻技術(shù)在外延層生制作窗口，露出p型接觸層，制備p電極與p型接觸層連接；在導(dǎo)電襯底背面制備n電極；?

（7）切割晶圓，制作成獨(dú)立的發(fā)光芯片。?

10.如權(quán)利要求2所述絕緣襯底的半導(dǎo)體發(fā)光二極管芯片的制作方法，包括以下步驟：?

1）在生長襯底上依次外延生長n型半導(dǎo)體層、活性層、p型半導(dǎo)體層；?

2）通過干法或濕法蝕刻技術(shù)在外延層上制作多個(gè)通孔，通孔的深度達(dá)到n型半導(dǎo)體層或者完全穿透外延層達(dá)到生長襯底；?

3）依次制作p型接觸層、介質(zhì)絕緣層、n型接觸層、鍵合金屬層。通過晶圓鍵合技術(shù)將外延片與另一絕緣襯底粘合；?

4）通過機(jī)械研磨、拋光、干法或者濕法蝕刻等技術(shù)移除生長襯底，露出n型半導(dǎo)體層；通過干法蝕刻或者濕法蝕刻將n型半導(dǎo)體層減薄至0.5～1微米；?

5）在n型半導(dǎo)體層表面制作透明導(dǎo)電層；?

6）通過干法或濕法蝕刻技術(shù)在外延層上制作兩個(gè)窗口，分別露出n型接觸層和p型接觸層，在n型接觸層上制備n電極，在p型接觸層上制備p電極；p、n電極都位于絕緣襯底上方；?

7）切割晶圓，制作成獨(dú)立的發(fā)光芯片。?