一种倒装结构制造技术

一种倒装结构

【技术实现步骤摘要】
一种倒装结构Micro
‑
LED芯片制造方法


[0001]本专利技术属于半导体发光器件
，特别涉及一种倒装结构
Micro
‑
LED
芯片制造方法
。

技术介绍

[0002]微型发光二极管
(Micro
‑
LED)
是新一代显示技术，将
LED
芯片的尺寸缩小至几十微米甚至几微米时，则称为
Micro
‑
LED
芯片
。
由于
Micro
‑
LED
显示屏每一个像素可以定址，单独驱动点亮，基于红绿蓝三基色的
Micro
‑
LED
芯片的微显示器可以展示出微米级别的像素间距，成像效果优秀，可以实现高解析度
、
高对比度
、
高色彩饱和度，具有低功耗
、
反应速度快
、
抗干扰能力强等优点，在高分辨率显示
、
可见光通信等领域具有重要的应用价值
。
互联网的不断发展进步促进了物联网
、
人工智能等新兴产业的发展，对显示技术也提出了新的要求，
Micro
‑
LED
还可发展成为便携式
、AR、VR
在内的各种智能移动终端的高品质显示
。
[0003]目前而言
Micro
‑
LED
一直无法普及，还存在很多的技术局限
。
传统的
Micro
‑
LED
生产制造采用深度干法刻蚀工艺形成电极通孔来限制电流路径，由于干法刻蚀会在通孔侧壁造成损伤，所形成的位错等缺陷会成为载流子的非辐射复合中心，导致了电子和空穴在通孔结构侧壁非辐射复合增强，从而降低了内量子效率
。
通常
LED
芯片内部的电流拓展性能和载流子注入效率较差，芯片内部电流聚集导致
LED
局部温度过高，影响了器件的可靠性
。
同时采用水平结构的
Micro
‑
LED
芯片相对倒装结构的
Micro
‑
LED
芯片间距更大，显示体积更大，不易制成微型化
。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
所存在的技术问题，本专利技术所提供的一种倒装结构
Micro
‑
LED
芯片制造方法，基于重掺杂的
p++InGaN
和
n++InGaN
之间形成隧穿结控制电流路径的倒装
Micro
‑
LED
结构，该结构提高了
Micro
‑
LED
的提高载流子注射效率
、
光电性能
、
热稳定性能，同时采用倒装结构，缩小了
Micro
‑
LED
阵列间距，更容易实现
Micro
‑
LED
的微型化和转印
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案来实现：
[0006]一种倒装结构
Micro
‑
LED
芯片制造方法，步骤如下：
[0007]S1
：对蓝宝石衬底进行清洁，然后在蓝宝石衬底上依次生长一层低温成核层
、n
‑
GaN
层
、
超晶格应力释放层
、
多量子阱有源区
、p
‑
GaN
层和电子阻挡层；
[0008]S2
：在所述电子阻挡层上继续外延生长重掺杂的
p++InGaN
和
n++InGaN
，形成隧穿层；
[0009]S3
：对隧穿层进行干法刻蚀，刻蚀深度直达电子阻挡层上方；
[0010]S4
：在经刻蚀之后的隧穿层上外延生长
n
‑
GaN
包覆层；
[0011]S5
：在
n
‑
GaN
层上沉积
ITO
透明导电层，退火形成欧姆接触；
[0012]S6
：清洗所得外延片
(
所述外延片包括蓝宝石衬底
、
低温成核层
、n
‑
GaN
层
、
超晶格应力释放层
、
多量子阱有源区
、p
‑
GaN
层
、
电子阻挡层
、
重掺杂的
p++InGaN/n++InGaN
隧穿层
、
n
‑
GaN
包覆层和
ITO
透明导电层
)
，采用标准化光刻以及刻蚀技术刻蚀
n
‑
GaN
包覆层
、p
‑
GaN
层
、
电子阻挡层和多量子阱有源区，形成直达
n
‑
GaN
层的
n
型通孔；
[0013]S7
：在
ITO
透明导电层上沉积整层
DBR
反射层，然后对
DBR
反射层表面
n
型通孔对应位置刻蚀形成
n
型电极孔，
n
电极孔侧壁由
DBR
填充形成的绝缘层；
[0014]S8
：在
DBR
反射层上刻蚀形成
p
电极孔，刻蚀深度直达
n
‑
GaN
包覆层；
[0015]S9
：在
n
电极孔和
p
电极孔上蒸镀金属，通过剥离工艺形成
n
焊盘和
p
焊盘；
[0016]S10
：将
Micro
‑
LED
芯片焊接到高热导率的基板上形成倒装结构
。
[0017]优选地，在步骤
S1
中蓝宝石衬底厚度为
200
～
400
μ
m
；所述低温成核层为
AlN
或
GaN
层，厚度为
10
～
30nm
，所述超晶格应力释放层为多个周期的
In
x
Ga1‑
x
N/GaN
，其中0＜
x
＜
0.05
；所述多量子阱有源区为多个周期的
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种倒装结构
Micro
‑
LED
芯片制造方法，其特征在于包括以下步骤：
S1
：对蓝宝石衬底进行清洁，然后在蓝宝石衬底上依次生长一层低温成核层
、n
‑
GaN
层
、
超晶格应力释放层
、
多量子阱有源区
、p
‑
GaN
层和电子阻挡层；
S2
：在所述电子阻挡层上继续外延生长重掺杂的
p++InGaN
和
n++InGaN
，形成隧穿层；
S3
：对隧穿层进行干法刻蚀，刻蚀深度直达电子阻挡层上方；
S4
：在经刻蚀之后的隧穿层上外延生长
n
‑
GaN
包覆层；
S5
：在
n
‑
GaN
层上沉积
ITO
透明导电层，退火形成欧姆接触；
S6
：清洗所得外延片，所述外延片包括蓝宝石衬底
、
低温成核层
、n
‑
GaN
层
、
超晶格应力释放层
、
多量子阱有源区
、p
‑
GaN
层
、
电子阻挡层
、
重掺杂的
p++InGaN/n++InGaN
隧穿层
、n
‑
GaN
包覆层和
ITO
透明导电层，采用标准化光刻以及刻蚀技术刻蚀
n
‑
GaN
包覆层
、p
‑
GaN
层
、
电子阻挡层和多量子阱有源区，形成直达
n
‑
GaN
层的
n
型通孔；
S7
：在
ITO
透明导电层上沉积整层
DBR
反射层，然后对
DBR
反射层表面
n
型通孔对应位置刻蚀形成
n
型电极孔，
n
电极孔侧壁由
DBR
填充形成的绝缘层；
S8
：在
DBR
反射层上刻蚀形成
p
电极孔，刻蚀深度直达
n
‑
GaN
包覆层；
S9
：在
n
电极孔和
p
电极孔上蒸镀金属，通过剥离工艺形成
n
焊盘和
p
焊盘；
S10
：将
Micro
‑
LED
芯片焊接到高热导率的基板上形成倒装结构
。2.
根据权利要求1所述的一种倒装结构
Micro
‑
LED
芯片制造方法，其特征在于：在步骤
S1
中蓝宝石衬底厚度为
200
～
400
μ
m
；所述低温成核层为
AlN
或
GaN
...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶剑锋，陶国裔，李霁，裴康越，郭林松，
申请(专利权)人：长江生态环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：