[發明專利]一種LED垂直芯片結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201510778998.2
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN106711291B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 童玲;張宇;徐慧文;李起鳴
• 申請（專利權）人: 映瑞光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/48;H01L33/22;H01L33/36
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發明提供一種LED垂直芯片結構及其制作方法，包括以下步驟：S1：提供一藍寶石襯底，在其上依次生長非故意摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層及P型GaN層；S2：形成若干分立的P電極；S3：形成若干分立的并覆蓋所述P電極的第一鍵合金屬層；并提供一鍵合基底，在其表面形成若干分立的第二鍵合金屬層；S4：將所述第一鍵合金屬層、第二鍵合金屬層對準鍵合；S5：去除所述藍寶石襯底；S6：去除所述非故意摻雜GaN層，并利用干法刻蝕工藝形成切割道；所述切割道避開鍵合金屬層所在區域；S7：形成N電極。本發明采用圖形化鍵合結構（由若干分立的鍵合金屬層組成），有效避免了ICP刻蝕切割道時造成的金屬飛濺問題，減少芯片漏電風險，從而有效提高芯片的可靠性。

技術領域

本發明屬于LED芯片領域，涉及一種LED垂直芯片結構及其制作方法。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，簡稱LED)是一種半導體發光器件，利用半導體P-N結電致發光原理制成。LED具有能耗低，體積小、壽命長，穩定性好，響應快，發光波長穩定等好的光電性能，目前已經在照明、家電、顯示屏、指示燈等領域有很好的應用。

氮化鎵(GaN)材料系列是一種理想的短波長發光器件材料，氮化鎵及其合金的帶隙覆蓋了從紅色到紫外的光譜范圍。自從1991年日本研制出同質結氮化鎵藍色LED之后，InGaN/AlGaN雙異質結超亮度藍色LED、InGaN單量子阱GaN LED相繼問世。氮化鎵基LED比傳統LED外形更小、功率更高。少量氮化鎵基LED就能提供與傳統LED相同的發光量。

GaN基發光二極管一般生長在不導電的藍寶石襯底上，傳統LED芯片由于藍寶石襯底與GaN晶格和熱膨脹系數不匹配，襯底導熱能力較差，不利于芯片工作過程中的散熱，從而影響器件的光電特性和壽命。因此，越來越多的研究聚焦在將傳統LED轉移到導電導熱能力良好的襯底上，形成垂直結構LED。

而在垂直結構LED制程中鍵合技術的好壞直接影響到LED的工作電壓、漏電和老化性能，并影響GaN外延層的應力和襯底剝離后芯片的成品率，因此，鍵合技術成為垂直結構LED芯片制程中的關鍵技術之一。

如圖1所示，顯示為現有的一種垂直結構LED，其自下而上依次包括鍵合基底101、鍵合金屬層102、P型GaN層103、多量子阱層104、N型GaN層105、及N電極106，其中鍵合金屬層102中還形成有P電極(未圖示)，同時，圖1中還示出了切割道107。傳統垂直結構LED制程中，一般采用兩張Wafer正面蒸鍍鍵合層金屬，做晶圓級晶片鍵合。這將導致襯底剝離后對芯片切割道進行干法深刻蝕時，外延層以下的金屬層易被等離子體打濺起，從而造成芯片側壁的污染，造成漏電，影響芯片的可靠性。

因此，如何提供一種LED垂直芯片結構及其制作方法以解決上述問題，成為本領域技術人員亟待解決的一個重要技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種LED垂直芯片結構及其制作方法，用于解決現有技術中垂直結構LED制程在襯底剝離后對芯片切割道進行干法深刻蝕時，外延層以下的金屬層易被等離子體打濺起，從而造成芯片側壁的污染，造成漏電，影響芯片的可靠性的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種LED垂直芯片結構的制作方法，包括以下步驟：

S1：提供一藍寶石襯底，并在其上依次生長非故意摻雜GaN層、N型GaN層、多量子阱層及P型GaN層；

S2：在所述P型GaN層上形成若干分立的P電極；

S3：在所述P型GaN層上形成若干分立的并覆蓋所述P電極的第一鍵合金屬層；并提供一鍵合基底，在所述鍵合基底表面形成若干分立的第二鍵合金屬層；所述第二鍵合金屬層與所述第一鍵合金屬層相對應；

S4：將所述第一鍵合金屬層、第二鍵合金屬層對準鍵合；