[發(fā)明專利]深紫外陣列互聯(lián)micro-LED及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111173181.4
• 申請(qǐng)日: 2021-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN113903762B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新強(qiáng);李鐸;袁冶;劉上鋒;康俊杰;羅巍;李泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松山湖材料實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): H01L27/15
• 分類號(hào): H01L27/15;H01L33/20;H01L33/40;H01L33/00
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 劉嘉偉

1.一種深紫外陣列互聯(lián)micro-LED的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

（1）選取半導(dǎo)體LED外延片，選用III 族氮化物半導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體LED外延片，氮化物半導(dǎo)體LED外延片的發(fā)光波長(zhǎng)為220-280 nm可調(diào)，所述半導(dǎo)體LED外延片包括依次相疊置的襯底、成核層、緩沖層、N型摻雜層、多量子阱有源區(qū)、電子阻擋層和P型摻雜層，對(duì)所述半導(dǎo)體LED外延片進(jìn)行預(yù)處理，使得表面潔凈；

（2）根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的曝光版圖相應(yīng)在P型摻雜層的上表面旋涂光刻膠，經(jīng)曝光機(jī)曝光、顯影后，利用等離子體刻蝕制備圓柱形微臺(tái)面，并使 N型摻雜的 AlGaN層暴露出來(lái)，刻蝕后在5%的氫氧化鉀水溶液中浸泡并80度水浴加熱5分鐘以消除N型AlGaN界面的刻蝕損傷；其中所述圓柱形的直徑d＜50 um，陣列中圓柱形微臺(tái)面的圓心間距T為40～60 um；

（3）旋涂負(fù)性光刻膠，在N型摻雜 AlGaN 層上曝光出 N 型電極窗口，顯影后采用物理氣相沉積（PVD）在沉積金屬，去除光刻膠后經(jīng)高溫快速熱退火形成 N 型歐姆接觸合金；所述N 型歐姆接觸合金為依次沉積的Ti/Al/Ti/Au，厚度為30nm/150nm/30nm/100 nm，或者Ti/Pt/Ti/Pt/Ti/Pt/Au，厚度為250nm/50nm/250nm/50nm/250nm/50nm/300nm，上述合金均在900～950℃的氮?dú)夥諊羞M(jìn)行，時(shí)間為 60～120秒；

（4）再次旋涂負(fù)性光刻膠，在圓柱形微臺(tái)面上曝光出 P 型電極窗口，顯影后采用物理氣相沉積沉積金屬，去除光刻膠后經(jīng)高溫快速熱退火形成 P型歐姆接觸合金；所述P型歐姆接觸合金為依次沉積的Ni/Au，厚度為 50nm/100nm或者100nm/200 nm，上述合金在500～590℃的氧氣或空氣中進(jìn)行，時(shí)間為 90～240秒，獲得半成品；

（5）采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)的氣相沉積法在整個(gè)半成品表面沉積 SiO₂絕緣層；

（6）再次旋涂正性光刻膠，在 P 型和 N 型歐姆接觸合金上曝光出窗口，使用ICP刻蝕或者氫氟酸腐蝕去除P型和型歐姆接觸合金上方的 SiO₂絕緣層，獲得P型和N型通孔，去除光刻膠；

（7）再次旋涂負(fù)性光刻膠，在P型和N型通孔上光刻出PAD區(qū)域，使用 PVD沉積P型和N型PAD金屬，使得P型和N型PAD通過(guò)P型和N型通孔分別與下方的P型和N型歐姆接觸聯(lián)通，去除光刻膠，獲得芯片；所述P型和N型PAD金屬為依次沉積的Al/Ti/Au/Sn；

（8）使用倒裝工藝將上述制備的芯片焊接在基板之上，采用Sn/Au作為鍵合金屬，與所述P型和N型PAD金屬的鍵合方式為熱鍵合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：在所述步驟（4）之后以及在步驟（5）之前，對(duì)多個(gè)微臺(tái)面進(jìn)行切割,在整個(gè)微臺(tái)面的表面旋涂正性光刻膠，作為掩膜，使得相鄰微臺(tái)面之間刻蝕出深凹槽，作為切割道，進(jìn)行切割分離成單獨(dú)的微臺(tái)面單元，每一個(gè)單獨(dú)的微臺(tái)面單元形成一個(gè)芯片單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述微臺(tái)面的長(zhǎng)和寬尺寸為1μm～50μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：相鄰微臺(tái)面之間的間距為40～60μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中的惰性氣體為氮?dú)狻?/p>

6.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的制備方法制成的深紫外陣列互聯(lián)micro-LED，其特征在于，其包括成核層、緩沖層、N型摻雜層、多量子阱有源區(qū)、電子阻擋層、P型摻雜層、N型接觸電極、P型接觸電極、鈍化層、P型焊盤和N型焊盤，所述成核層、緩沖層和N型摻雜層依次相疊置，所述N型摻雜層上分布有多量子阱有源區(qū)和N型接觸電極，所述電子阻擋層、刻蝕后的P型摻雜層、P型接觸電極、鈍化層依次疊置在多量子阱有源區(qū)上，所述P型焊盤與鈍化層相接觸，所述N型焊盤與N型接觸電極相接觸。