[發明專利]一種垂直結構LED芯片的制造方法

在審

• 申請號: 201610981926.2
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106601877A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 徐亮;何鍵云
• 申請（專利權）人: 佛山市國星半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體光電器件以及半導體照明制造領域，尤其是涉及一種垂直結構LED芯片的制造方法。

背景技術

LED（Light Emitting Diode，發光二極管）是一種利用載流子復合時釋放能量形成發光的半導體器件，LED芯片具有耗電低、色度純、壽命長、體積小、響應時間快、節能環保等諸多優勢。近年來，隨著對LED芯片研究的不斷深入，LED芯片的發光效率得到的極大的提高，目前已經被廣泛應用于顯示等各個領域。

垂直結構LED芯片和水平結構LED芯片相比，具有電流分布均勻、散熱好、電壓低、效率高等優點。因此，垂直結構LED芯片被提出后，迅速受到廣泛的關注，并取得了一系列的進展。但是，和水平結構LED芯片相比，垂直結構芯片的工藝整體流程較為復雜，光刻工藝步驟多（一般不少于7次，如：芯片尺寸定義光刻、P面反光鏡光刻、P面溝道保護層光刻、U-GaN刻蝕保護光刻、N電極電流阻擋層光刻、N電極光刻、鈍化保護層光刻），工藝控制難，從而影響垂直結構LED芯片的良率和穩定性，難以實現大規模量產。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種垂直結構LED芯片的制造方法，該制造方法僅采用2次光刻工藝，大大降低了工藝復雜度和成本，有利于垂直結構LED芯片實現大規模量產。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種垂直結構LED芯片的制造方法，包括：

S1：提供第一襯底，在所述第一襯底上依次形成緩沖層、發光結構、擴散阻擋層，其中，所述發光結構包括依次形成的N型氮化鎵層、有源層、P型氮化鎵層、透明導電層和金屬反射層；

S2：在所述擴散阻擋層上依次形成種子層和金屬襯底，并將所述第一襯底與所述發光結構分開；

S3：對所述發光結構進行刻蝕，形成貫穿所述發光結構的第一通孔（第一次光刻）；

S4：在所述發光結構表面及第一通孔側壁形成絕緣層；

S5：對所述絕緣層進行刻蝕，形成貫穿所述絕緣層并延伸至所述N型氮化鎵層中的第二通孔（第二次光刻），并在所述第二通孔內填充金屬層形成N型電極。

優選的，形成所述電流擴展層的材料為Ti、Pt、Au、W中的一種或幾種。

優選的，所述金屬支撐層是采用電鍍工藝形成的。

優選的，形成所述金屬支撐層的材料為Ni、Cu、Au、Mo、Mn、Sn中的一種或幾種，其厚度范圍約為40μm~500μm。

優選的，所述金屬種子層是采用電子束蒸發或者磁控濺射工藝形成的。

優選的，形成所述金屬種子層的材料為Pd、Pt、Au、W、Ni、Ta、Co、Ti中的一種或幾種，其厚度范圍約為100nm~500nm。

優選的，所述N型電極是采用電子束蒸鍍、磁控濺射、電鍍或化學鍍工藝在所述第二通孔中沉積填充金屬層形成的。

相對于現有技術，本發明提供的一種垂直結構LED芯片的制造方法，僅采用2道光刻工藝，即可完成垂直結構LED芯片的制造，大大簡化垂直結構LED芯片的制造工藝，有效降低垂直結構LED芯片的制造難度和成本，使垂直結構LED芯片能實現工業化量產。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1-5為本發明實施例提供的垂直結構LED芯片制造工藝流程圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點和功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行修飾或改變。

請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的形態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局形態也可能更為復雜。

一種垂直結構LED芯片的制造方法，該方法包括以下步驟：

S1：提供第一襯底，在所述第一襯底上依次形成緩沖層、發光結構、擴散阻擋層，其中，所述發光結構包括依次形成的N型氮化鎵層、有源層、P型氮化鎵層、透明導電層和金屬反射層；