一种垂直结构LED芯片制备方法

摘要

为了提高垂直结构LED芯片加工良率，本发明提出一种新的制备垂直结构LED芯片的方法，这种方法可以明显降低芯片漏电，提高芯片生产良率。本发明的芯片的P电极在芯片表面，芯片的N电极与硅/铜/钨铜合金基板进行键合相连，P电极与芯片封装时的支架进行焊线；芯片制备过程中采用ICP刻蚀技术与热酸腐蚀工艺相结合形成芯片隔离槽；进行激光剥离时通过调节激光光斑，使之与隔离槽形成后的芯片大小相匹配；将外延片通过高温键合工艺键合到硅或铜或钨铜合金基板上，并进行超声，利用键合过程中产生的内应力以及超声震动技术进一步提高氮化镓与衬底的分离。

主权项

一种垂直结构LED芯片制备方法，包括以下步骤：(1)隔离槽刻蚀根据需要制备的单颗LED芯片的大小，对外延片进行隔离槽刻蚀，刻蚀深度为从外延片表面至蓝宝石衬底Al₂O₃表面，刻蚀中使用氧化硅及光刻胶对隔离槽之外的区域进行掩膜保护，刻蚀之后使用热酸H₂SO₄：H₃PO₄＝3:1溶液200～250℃浸泡3～5min，形成芯片隔离槽；(2)N电极刻蚀及反射镜蒸镀使用ICP刻蚀技术进行N电极刻蚀；再使用电子束蒸镀机进行反射镜的蒸镀，蒸镀覆盖区域的边缘距离ICP刻蚀区域的边缘5～10μm；然后快速退火；(3)N电极蒸镀接着沉积氧化硅，使用负性光刻胶对不需要沉积N电极的区域进行保护，使用BOE进行氧化硅腐蚀，直至N型氮化镓露出，然后蒸镀N电极及键合层；之后进行光刻胶剥离、去胶及退火；(4)衬底键合利用高温金属键合工艺进行键合,在N₂环境下加压，将沉积有键合层的外延片与硅或铜或钨铜合金材料的基板进行键合，键合温度200～800℃，键合压力为300～400N，时间为30～60min；(5)激光剥离利用常温超声技术对键合后的外延片进行超声震动；然后用激光剥离机对外延片进行扫描，达到衬底与氮化镓的分离；所需激光光斑大小及激光扫描步进与隔离槽刻蚀后的需要制备的单颗LED芯片尺寸所适配，即需要制备的单颗LED芯片芯片的长与宽均是激光光斑直径与激光扫描步进的整数倍；(6)P电极刻蚀使用ICP刻蚀技术对需要刻蚀P电极的区域进行刻蚀，从剥离后的氮化镓表面刻蚀至所述反射镜，对不需要刻蚀P电极的区域使用正性光刻胶进行保护；(7)P电极蒸镀用电子束蒸镀机进行P电极的蒸镀；(8)激光划片机对外延片表面沿隔离槽进行划片，制成单颗垂直结构LED芯片。