[發明專利]一種垂直結構LED芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201711396721.9
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108305921B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 河源市眾拓光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/32;H01L33/06;H01L33/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 邵穗娟;湯喜友

1.一種垂直結構LED芯片，其特征在于，包括襯底層和設置于所述襯底層上的鍵合層，所述鍵合層上設有第一保護層和設置于所述第一保護層上的X-dots/Ag/Y反射鏡層，所述X-dots/Ag/Y反射鏡層上設有p-GaN層和設置于所述p-GaN層上的InGaN/GaN量子阱層，所述InGaN/GaN量子阱層上設有n-GaN層及設置于所述n-GaN層上的n電極層；

所述X為Cr、Ni、Ti、Pt、Pd、In、Au、NiO、TiO、ZnO、ITO、AZO、GIO和石墨烯中的一種，所述Y為Ni、Ti、Mg、Pt、Au、W、AgCu、AgMg和AgAl中的一種；

垂直結構LED芯片按照以下方法制備而成：

A)生長納米點接觸層步驟：

第一步：取襯底上依次生長有n-GaN層、InGaN/GaN量子阱層和p-GaN層的LED外延片，在p-GaN層上生長第一接觸層X/Ag，所述X的厚度為0.01～200nm，所述Ag的厚度為25～500nm，所述X為Cr、Ni、Ti、Pt、Pd、In、Au、NiO、TiO、ZnO、ITO、AZO、GIO和石墨烯中的一種；

第二步：將第一接觸層X/Ag高溫退火，得到合金化的第一接觸層，高溫退火的氛圍為N₂與O₂混合氣，高溫退火的溫度為300～800℃，高溫退火的時間為10～300s；

第三步：將合金化的第一接觸層置于腐蝕液中浸泡、沖水、甩干，制得納米點接觸層；

B)生長反射鏡層步驟：

第一步：在納米點接觸層上生長第二反射鏡層Ag/Y，所述Ag的厚度為25～500nm，所述Y的厚度為10～200nm，所述Y為Ni、Ti、Mg、Pt、Au、W、AgCu、AgMg和AgAl中的一種；

第二步：將第二反射鏡層Ag/Y進行低溫退火，生成X-dots/Ag/Y反射鏡層，低溫退火的氛圍為N₂與O₂混合氣，低溫退火的溫度為150～300℃，低溫退火時間為10～300s；

C)鍵合及襯底轉移步驟：在LED外延片的反射鏡層上生長鍵合層，通過鍵合層將LED外延片轉移至導電的Si襯底上，制得鍵合后的LED外延片；

D)剝離原襯底步驟：將鍵合后的LED外延片通過化學腐蝕剝離原襯底，露出n-GaN層；

E)制備n電極步驟：在露出的n-GaN層上沉積n電極，制得垂直結構LED芯片。

2.如權利要求1所述的垂直結構LED芯片，其特征在于，在所述X-dots/Ag/Y反射鏡層中，Ag的厚度為25～500nm，Y的厚度為10～200nm。

3.如權利要求1所述的垂直結構LED芯片，其特征在于，所述X為Ni或Pd，所述Y為Ti或Ni。

4.如權利要求1-3任一項所述的垂直結構LED芯片，其特征在于，所述襯底層為Si襯底層，所述鍵合層為Sn鍵合層、Au鍵合層或者Sn/Au鍵合層，所述第一保護層為Gr保護層、Pt保護層、Au保護層、Gr/Pt保護層、Gr/Au保護層、Pt/Au保護層或Gr/Pt/Au保護層，所述n電極層為Ti電極層、Al電極層、Au電極層、Ti/Al電極層、Al/Au電極層、Ti/Au電極層或Ti/Al/Au電極層，所述p-GaN層為p型摻雜GaN薄膜，所述n-GaN層為n型摻雜GaN薄膜。