[發明專利]化學鍍銀制作氮化鎵基發光二極管反射鏡金屬層的方法

在審

• 申請號: 201510551311.1
• 申請日: 2015-09-01
• 公開（公告）號: CN105226160A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 王欽金;詹騰;馬駿;郭恩卿;劉志強;伊曉燕;王軍喜;李晉閩
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/46
• 分類號: H01L33/46
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明公開了一種新型的化學鍍銀法制作氮化鎵基發光二極管反射鏡金屬層的方法，涉及半導體芯片技術制造領域，特別是指LED金屬反射鏡制造的技術。

背景技術

氮化鎵基發光二極管的器件結構主要經歷了正裝、倒裝和垂直結構，其中倒裝與垂直結構中的金屬反射鏡電極一直以來是LED行業人員研究的熱點與難點，良好的歐姆接觸特性以及高反射率對于LED輸出光電特性起著決定性作用。目前國際上普遍的方法是在發光二極管P型GaN外延層上采用電子束蒸發、濺射的方法在GaN表面制作金屬反射鏡。傳統的金屬反射鏡包括金屬鎳，鋁，銀以及多層光學膜結構的DBR高反射膜，金屬銀相比其他金屬體系擁有更高的導電性能以及優越的可見光波段的反射率而受到LED行業人員的長期研究。由于常規的物理沉積方法制作的純銀反射鏡與P型GaN無法形成良好的歐姆接觸，引入薄層金屬鎳插入層而形成的Ni/Ag/Pt/Au金屬反射鏡體系成為研究人員以及企業的選擇，但由于金屬Ni層的插入而導致反射鏡反射率的下降使得Ni/Ag/Pt/Au金屬反射鏡體系仍然成為LED行業的一個技術瓶頸。

就以上問題，本發明的一系列優勢將給LED產業帶來技術上的改進甚至變革。

發明內容

本發明的目的是針對國際上現有的倒裝及垂直結構金屬反射鏡所面臨的技術瓶頸，利用現有的技術提供新型的化學鍍銀制作氮化鎵基發光二極管反射鏡金屬層的方法，本發明致力于優化和解決現有反射鏡體系的技術難點，該化學鍍銀方法制作的純銀金屬反射鏡，不僅具有良好的粘附性和超高的反射率，同時也能改善Ni/Ag/Pt/Au金屬體系與GaN的歐姆接觸。

本發明提供一種化學鍍銀制作氮化鎵基發光二極管反射鏡金屬層的方法，采用化學鍍的方式在LED芯片結構中制作一層銀金屬，形成銀反射鏡金屬層，具體制作過程包括：

步驟1：選擇一外延層結構，該外延層結構包括藍寶石襯底和制作在其上的LED外延層；

步驟2：采用光刻的方法，在LED外延層上的LED外延結構上形成光刻膠圖形，使光刻膠覆蓋并保護無需鍍銀的LED外延結構；

步驟3：將藍寶石襯底的裸露面進行保護，把外延層結構放入兩種預處理液中依次浸泡；

步驟4：將浸泡后的外延層結構放入反應皿，倒入化學鍍銀溶液進行化學鍍銀；

步驟5：將鍍銀后的外延層結構沖洗、吹干；

步驟6：剝離殘余的光刻膠，在LED外延結構2上形成具有圖形的鍍銀金屬反射鏡，完成制備。

本發明的有益效果是，其是利用現有的技術提供新型的化學鍍銀制作氮化鎵基發光二極管反射鏡金屬層的方法，本發明致力于優化和解決現有反射鏡體系的技術難點，該化學鍍銀方法制作的純銀金屬反射鏡，不僅具有良好的粘附性和超高的反射率，同時也能改善Ni/Ag/Pt/Au金屬體系與GaN的歐姆接觸。

附圖說明

為使審查員能進一步了解本發明的結構、特征及其目的，以下結合附圖及具體實施例的詳細說明如后，其中：

圖1是本發明的制備流程圖；

圖2-圖4是本發明的流程結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1并結合參閱圖2-圖4所示，本發明提供一種化學鍍銀制作氮化鎵基發光二極管反射鏡金屬層的方法，采用化學鍍的方式在LED芯片結構中制作一層銀金屬，形成銀反射鏡金屬層，具體制作過程包括：

步驟1：選擇一外延層結構10，該外延層結構10包括藍寶石襯底1和利用金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)技術在藍寶石襯底1上外延生長的LED外延層2，形成完整的發光二極管外延層結構10。金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)技術原理是利用氣相反應物(前驅物，precursor)和III族的金屬有機物或者V族的NH3在襯底表面進行反應并在其表面形成固態薄膜，從而沉積生長。

步驟2：由于在LED芯片的制作過程中需要制作金屬電極圖形，以完成芯片隔離以及電氣互聯等，我們采用光刻的方法，利用光刻膠作掩膜的特性，通過勻膠、前烘、曝光、顯影、后烘、打膠、堅膜等光刻工藝，在LED外延層結構10上的LED外延層2上形成光刻膠圖形3，使光刻膠圖形3僅覆蓋并保護住無需蒸鍍銀的地方，比如LED芯片中的芯片隔離跑道以及需要蒸鍍n型金屬電極的區域，使用的光刻膠可以使正膠或者負膠。