深紫外Micro-LED芯片阵列及制备方法技术

本发明专利技术属于半导体发光器件技术领域，公开了一种深紫外Micro

【技术实现步骤摘要】
AlN脉冲原子层外延层(PALE
‑
AlN)、低温AlN外延层、AlN超晶格应力释放层和低温AlN 外延层；
[0008]S2、在AlN外延层衬底上生长基于AlGaN的深紫外Micro
‑
LED发光外延层。所述外延层由下至上依次包括重掺杂n
+
‑
AlGaN电子发射层，n
‑
AlGaN空穴阻挡层、AlGaN/GaN超晶格应力释放层、AlGaN多量子阱有源层、p
‑
AlGaN电子阻挡层、渐变Al组分p
‑
AlGaN空穴补充层，重掺杂p
+
‑
AlGaN空穴发射层；
[0009]S3、在所述深紫外Micro
‑
LED外延层上刻蚀出芯片隔离沟槽，刻蚀完成后形成包括多个台面区域为圆形的圆柱体状外延层；
[0010]S4、在圆形的台面区域沉积一层二氧化硅绝缘层；在所述二氧化硅绝缘层刻蚀出生长N 型电极的圆形区域；所述生长N型电极的圆形区域内的二氧化硅不完全刻蚀掉，保留部分所述二氧化硅以避免N型电极与所述重掺杂p
+
‑
AlGaN层直接接触；在所述生长N型电极的圆形区域的圆心位置刻蚀出N型电极接触沟槽；所述N型电极接触沟槽暴露出所述重掺杂 n
+
‑
AlGaN外延层，所述N型电极接触沟槽为中心为圆形的圆柱体结构；
[0011]S5、在所述N型电极接触沟槽填充二氧化硅填料层；刻蚀部分所述二氧化硅填料层暴露出所述重掺杂n
+<br/>‑
AlGaN外延层，得到二氧化硅绝缘管；在所述二氧化硅绝缘管内部填充满金属填料，所述金属填料层底部仅和重掺杂n
+
‑
AlGaN电子发射层形成欧姆接触，侧壁被所述二氧化硅包裹；
[0012]S6、在所述二氧化硅绝缘层刻蚀出生长P型电极的圆环形区域暴露出所述重掺杂p
+
‑
AlGaN 层；在所述圆环形区域内的重掺杂p
+
‑
AlGaN层表面蒸镀ITO层，并移除生长N型电极的圆形区域内的ITO层；
[0013]S7、在生长N型电极的圆形区域及生长P型电极的圆环形区域内蒸镀金属层，得到圆形 N型金属电极和圆环形P型金属电极；所述N型金属电极通过所述N型电极接触沟槽内的金属填料接触所述重掺杂n
+
‑
AlGaN外延层，形成欧姆接触；
[0014]S8、在所述圆形N型金属电极及圆环形P型金属电极表面涂覆一层光刻胶，在光刻胶层上激光光刻出圆形N型电极焊盘及圆环形P型电极焊盘的图案；显影后刻蚀掉部分二氧化硅后在生长圆形N型电极焊盘及圆环形P型电极焊盘的区域内沉积铝金属反射层；在所述铝金属反射层上蒸镀上圆形N型电极焊盘及圆环形P型电极，所述圆形N型电极焊盘及圆环形P 型电极之间用二氧化硅绝缘层填充；
[0015]S9、将所述深紫外倒装Micro
‑
LED芯片从剥离所述平片蓝宝石基底上剥离掉，并在所述的剥离平片蓝宝石基底后的所述深紫外倒装Micro
‑
LED芯片底部沉积一层所述DBR反射镜；将所述深紫外倒装Micro
‑
LED芯片转移到临时衬底上；
[0016]作为优选方案，本专利技术还提供一种上述的消毒杀菌用的深紫外Micro
‑
LED芯片阵列的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S10、在驱动面板上沉积一层二氧化硅薄膜；
[0018]S11、在所述二氧化硅薄膜上涂覆一层光刻胶，激光光刻出规则排列的网格状图案及键合所述深紫外倒装LED芯片电极焊盘的通孔图案，显影后在暴露出的所述二氧化硅薄膜上沉积一层铝金属薄膜，去除掉剩余的光刻胶，得到铝金属网格状反射镜；
[0019]S12、刻蚀所述铝金属网格状反射镜的网格内的所述二氧化硅，以暴露出驱动面板，得到 LED芯片键合沟槽；
[0020]S13、将所述已转移到临时衬底上的所述深紫外倒装Micro
‑
LED芯片通过所述LED芯片键合沟槽连接到所述驱动面板上，得到深紫外Micro
‑
LED芯片阵列；
[0021]S14、用封装胶封装所述深紫外Micro
‑
LED芯片阵列，加热固化后在所述封装胶层顶部表面沉积一层所述铝金属反射镜得到深紫外Micro
‑
LED芯片阵列。
[0022]进一步地，所述步骤1中，采用通过直流磁控溅射工艺在平片蓝宝石基底上溅射生长所述 AlN外延层衬底中的所述渐变Al含量(x
Al
:0
→
1)的AlGaN缓冲层，所述溅射AlN成核层的平均厚度为50nm；采用MOCVD工艺在所述溅射AlN成核层上生长所述AlN外延层衬底中的其他外延层，由下至上依次一层厚度为160nm的高温AlN外延层，一层厚度为500nm的 AlN脉冲原子层外延层，一层厚度为260nm的低温AlN外延层，总厚度为500nm的具有交替V/III比的AlN超晶格应力缓释层和一层厚度为300nm的低温AlN外延层。
[0023]进一步地，所述步骤2中，采用通过MOCVD工艺在AlN外延层衬底上生长深紫外 Micro
‑
LED发光外延层；所述深紫外Micro
‑
LED发光外延层由下至上依次包括一层厚度为1.7 μm的重掺杂n
+
‑
AlGaN电子发射层，一层100nm的n
‑
AlGaN空穴阻挡层，一层5
‑
12对总厚度为50
‑
120nm的AlGaN/GaN超晶格应力缓释层，一层厚度为300nm的AlGaN多量子阱有源层，一层厚度为50
‑
80nm的p
‑
AlGaN电子阻挡层，一层厚度为40
‑
80nm的渐变Al组分 p
‑
AlGaN空穴补充层和一层厚度为200nm的重掺杂p
+
‑
AlGaN空穴发射层；
[0024]所述步骤3中，采用通过刻蚀剂湿法刻蚀工艺在外延层上刻蚀出芯片隔离沟槽，所得台面区域为圆形的圆柱体状外延层的直径为30μm,高度为3.3
‑
6.1μm，侧壁表面有利于出光的微结构形成；所述相邻圆柱体状外延层的几何中心间距为120μm；
[0025]所述步骤4中，采用ICP干法刻蚀得到生长N型电极的圆形区域和圆柱形N型电极接触沟槽，所述圆柱形N型电极接触沟槽的深度为1.7
‑
4.5μm；
[0026]所述步骤6中，采用ICP干法刻蚀二氧化硅得到生长P型电极的圆环形区域；采用电子束蒸发工艺在外延层上蒸镀ITO层，并采用ITO刻蚀剂湿法刻蚀移除生长N型电极的圆形区域内的ITO层；
[0027]所述步骤7中，采用电子束蒸发工艺在对应的区域内蒸镀得到圆形N型电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深紫外Micro
‑
LED芯片阵列的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、在平片蓝宝石基底上生长深紫外Micro
‑
LED所需的所述AlN外延层衬底；所述AlN外延层衬底由下至上依次包括渐变Al含量(x
Al
:0
→
1)的AlGaN缓冲层、高温AlN外延层、AlN脉冲原子层外延层(PALE
‑
AlN)、低温AlN外延层、AlN超晶格应力释放层和低温AlN外延层；在所述AlN外延层衬底上生长基于AlGaN的深紫外Micro
‑
LED发光外延层；所述外延层由下至上依次包括重掺杂n
+
‑
AlGaN电子发射层，n
‑
AlGaN空穴阻挡层、AlGaN/GaN超晶格应力释放层、AlGaN多量子阱有源层、p
‑
AlGaN电子阻挡层、渐变Al组分p
‑
AlGaN空穴补充层，重掺杂p
+
‑
AlGaN空穴发射层；S2、在所述深紫外Micro
‑
LED外延层上刻蚀出芯片隔离沟槽，刻蚀完成后形成包括多个台面区域为圆形的圆柱体状外延层；在圆形台面区域的外延层上刻蚀出N型电极及N型电极接触沟槽；所述N型电极接触沟槽暴露出所述重掺杂n
+
‑
AlGaN电子发射层，所述N型电极接触沟槽为中心为圆形的圆柱体结构；S3、在所述N型电极接触沟槽填充二氧化硅填料层；刻蚀部分所述二氧化硅填料层后填充满金属填料；所述金属填料层底部仅和重掺杂n
+
‑
AlGaN电子发射层形成欧姆接触，侧壁被所述二氧化硅包裹；S4、在所述二氧化硅绝缘层刻蚀出生长P型电极的圆环形区域暴露出所述重掺杂p
+
‑
AlGaN层；在所述圆环形区域内的重掺杂p
+
‑
AlGaN层表面蒸镀ITO层，并移除生长N型电极的圆形区域内的ITO层；S5、在生长N型电极的圆形区域及生长P型电极的圆环形区域内蒸镀金属层，得到圆形N型金属电极和圆环形P型金属电极；所述N型金属电极通过所述N型电极接触沟槽内的金属填料接触所述重掺杂n
+
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AlGaN外延层，形成欧姆接触；在所述圆形N型金属电极及圆环形P型金属电极表面涂覆一层光刻胶，在光刻胶层上激光光刻出圆形N型电极焊盘及圆环形P型电极焊盘的图案；显影后刻蚀掉部分二氧化硅后在生长圆形N型电极焊盘及圆环形P型电极焊盘的区域内沉积铝金属反射层；在所述铝金属反射层上蒸镀上圆形N型电极焊盘及圆环形P型电极；S6、将所述深紫外倒装Micro
‑
LED芯片从剥离所述平片蓝宝石基底上剥离掉，并在所述的剥离平片蓝宝石基底后的所述深紫外倒装Micro
‑
LED芯片底部沉积一层所述DBR反射镜；将所述深紫外倒装Micro
‑
LED芯片转移到临时衬底上：S7、在驱动面板上沉积一层二氧化硅薄膜；在所述二氧化硅薄膜上涂覆一层光刻胶，激光光刻出规则排列的网格状图案及键合所述深紫外倒装LED芯片电极焊盘的通孔图案，显影后在暴露出的所述二氧化硅薄膜上沉积一层铝金属薄膜，去除掉剩余的光刻胶，得到铝金属网格状反射镜；S8、刻蚀所述铝金属网格状反射镜的网格内的所述二氧化硅，以暴露出驱动面板，得到LED芯片键合沟槽；S9、将所述已转移到临时衬底上的所述深紫外倒装Micro
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LED芯片通过所述LED芯片键合沟槽连接到所述驱动面板上，得到深紫外Micro
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LED芯片阵列。2.根据权利要求1所述的深紫外Micro
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LED芯片阵列的制备方法，其特征在于：所述深紫外Micro
‑
LED芯片阵列中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周圣军，刘旭，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：