[發明專利]一種金剛石熱沉GaN基異側電極LED制作方法

有效

• 申請號: 201611081848.7
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106784276B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 王進軍
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種金剛石熱沉GaN基異側電極LED制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在藍寶石襯底上MOCVD生長GaN基LED外延材料；

S11：分別用丙酮和去離子水各超聲2～3分鐘對所述藍寶石襯底進行清洗；

S12：將所述藍寶石襯底在900～1000℃的H₂氣氛下進行烘烤；

S13：以三甲基鎵和氨氣分別作為Ga源和N源，N₂和H₂作為載氣，在530～580℃下采用MOCVD技術在藍寶石襯底上低溫生長50nm的GaN成核層；

S14：以SiH₄為n型摻雜劑，三甲基鎵TMGa和氨氣NH₃為Ga源和N源MOCVD生長n-GaN層，摻雜濃度2×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3；

S15：以三甲基鎵TMGa，三甲基銦TMIn和氨氣NH₃分別作為Ga源、In源和N源，N₂和H₂作為載氣MOCVD交替生長GaN/InGaN多量子阱；

S16：以CP₂Mg為p型摻雜劑，三甲基鎵TMGa和氨氣NH₃為Ga源和N源MOCVD生長p-GaN層，摻雜濃度5×10¹⁶～2×10¹⁷cm^-3，850℃退火；

S17：最后PECVD淀積SiO₂，厚度1.5μm；

S2：ICP刻蝕步驟S1所述藍寶石襯底GaN基LED外延材料，進行器件隔離；

S21：SiO₂光刻、刻蝕，形成隔離刻蝕掩膜圖樣，單元大小為1mm×1mm；

S22：隔離槽ICP干法刻蝕，刻蝕氣體采用He:Cl₂:BCl₃＝10:45:15sccm的混合氣體；

S23：PECVD淀積SiO₂側墻；

S3：對步驟S2所述藍寶石襯底GaN基LED外延材料表面磁控濺射p型接觸金屬、反射金屬和鍵合金屬；

分別用三氯化碳、四氯乙烯、丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗所述藍寶石襯底GaN基LED外延材料各2～3分鐘，氮氣吹干，再在p-GaN表面依次磁控濺射Ni/Au/Al/Ag，厚度依次為50nm/120nm/0.3μm/1μm，850～900℃退火15min；

S4：對金剛石熱沉襯底表面磁控濺射鍵合金屬；

先對所述金剛石熱沉襯底表面進行拋光、平整化處理；

再用丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗所述金剛石，拋光面磁控濺射Au鍵合金屬，厚度2μm；

S5：將步驟S3所述藍寶石襯底GaN基LED外延材料和步驟S4所述金剛石熱沉襯底進行金屬鍵合；

鍵合時間30min，鍵合溫度250～300℃，施加壓力300N，鍵合所述金剛石熱沉襯底與所述寶石襯底GaN基LED外延材料；

S6：采用激光剝離技術對步驟S5所述藍寶石襯底進行剝離；

S7：對步驟S6所述藍寶石襯底進行磁控濺射n型接觸金屬；

S71：用KOH：乙二醇＝5:3溶液移除GaN緩沖層，漏出n-GaN層；

S72：所述n-GaN層表面PECVD淀積SiO₂，厚度1.5μm；

S73：對所述SiO₂光刻、刻蝕，形成n型電極圖樣；

S74：依次磁控濺射Cr/Au型電極金屬，厚度依次為50nm/300nm，保持550℃退火30min；

S75：最后劃片封裝。

2.根據權利要求1所述的一種金剛石熱沉GaN基異側電極LED制作方法，其特征在于，所述金剛石熱沉襯底為多晶金剛石，厚度0.3mm，表面鍵合金屬依次為Au；藍寶石襯底GaN基LED，外延材料p-GaN層表面金屬依次為Ni/Au/Al/Ag，其中Ni/Au作p型電極，Al作底面反射鏡，Ag為鍵合金屬。