一种GaN基LED半导体芯片的制备方法

摘要

本发明公开了一种GaN基LED半导体芯片的制备方法。本发明GaN基LED半导体芯片是利用AlInN材料的湿法刻蚀性质，对常规GaN基LED结构中插入一层AlInN牺牲层，实现蓝宝石沉底和外延层的分离，结合芯片粘合技术、电镀等，将GaN外延层转移到电导率、热导率高的铜衬底上，得到GaN基LED半导体芯片。本发明方法制得的GaN基LED半导体芯片光输出功率显著提高，电学性能、发光性能和结构性能明显改善，制作成本低，简单易行，彻底解决了蓝宝石衬底给器件带来的不利影响，适于在LED领域或半导体器件制备中推广使用。

主权项

一种GaN基LED半导体芯片的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：（1）在蓝宝石衬底上用金属化学汽相外延方法分别外延生长μ‑GaN层、AlInN牺牲层、n‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、p‑AlGaN层及p‑GaN层；（2）用光刻和ICP法刻蚀出AlInN侧壁，以便进行AlInN牺牲层的横向腐蚀；（3）利用环氧树脂胶将外延结构粘到一玻璃衬底上；（4）用1,2‑二氨基乙烷溶液进行腐蚀，去除掉AlInN牺牲层；（5）分别用电子束蒸发在n‑GaN层依次蒸镀Ti/Ag金属电极层；（6）利用光刻法处理步骤（1）‑（5）得到的结构样品，为电镀Cu衬底做准备；（7）将步骤（6）所得的结构样品置于电镀级 CuSO4溶液中通电70min，在 Ti/Ag金属表面电镀上一层均匀的厚度为100 μm的金属 Cu；（8）利用丙酮溶液去掉环氧树脂胶及光刻胶；（9）利用光刻和ICP刻蚀法，将外延结构刻蚀成小面积管芯，刻蚀到n型层下表面；（10）利用光刻和电子束蒸发法，制作Ni/Au欧姆接触N电极，通过整个LED外延层图形Cu衬底（12）支撑，通过扩展胶带的方法，得到GaN基LED半导体单个芯片；所述外延结构包括蓝宝石衬底（Al2O3）、GaN缓冲层、AlInN牺牲层、n‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱结构、p‑AlGaN层、p‑GaN层。