一种倒装制造技术

本发明专利技术公开了一种倒装

【技术实现步骤摘要】
一种倒装Micro
‑
LED芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体发光器件
，特别涉及一种倒装
Micro
‑
LED
芯片及其制备方法
。

技术介绍

[0002]倒装
Micro
‑
LED
采用反射
p
电极反射有源区出射光至蓝宝石面出光，相比于水平结构可以有效提升芯片的出光效率
。
然而，从倒装
Micro
‑
LED
芯片有源区产生的出射光在进入蓝宝石衬底后，会在蓝宝石与空气界面处发生全反射，直到被芯片吸收转化为热能，这也大大限制了倒装
Micro
‑
LED
芯片的正面出光
。
此外，传统倒装
Micro
‑
LED
芯片
p
型电极对于光有较强的吸收作用，进一步降低了芯片的出光效率
。
[0003]因此，有必要改进倒装
Micro
‑
LED
的结构，提升其光提取效率
。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种倒装
Micro
‑
LED
芯片的制备方法，包括以下步骤，
[0005]步骤一
、
将蓝宝石衬底划分为若干相同蓝宝石单元，在每个蓝宝石单元表面生长外延层，所述外延层由下至上依次包括
n
型
AlGaN
层
、
多量子阱有源区层
、p
型
AlGaN
层和
p
型
GaN
层；
[0006]步骤二
、
刻蚀
p
型
GaN
层，
p
型
AlGaN
层，多量子阱有源区层和
n
型
AlGaN
层，刻蚀后的
n
型
AlGaN
层为台面结构包括下底
、
肩部和上凸起，上凸起与刻蚀后的蚀
p
型
GaN
层
、p
型
AlGaN
层
、
多量子阱有源区层的底面积相同；
[0007]步骤三
、
在刻蚀后的
n
型
AlGaN
层的肩部制备
n
型电极；
[0008]步骤四
、
在刻蚀后的
p
型
GaN
层表面制备
p
型电极；
[0009]步骤五
、
在刻蚀后的
n
型
AlGaN
层的肩部和刻蚀后的
p
型
GaN
层表面沉积二氧化硅绝缘层，随后对二氧化硅绝缘层进行刻蚀形成
n
型通孔和
p
型通孔，将
n
型电极和
p
型电极与外部打通；
[0010]步骤六
、
在
n
型通孔和
p
型通孔中分别沉积
n
型焊盘和
p
型焊盘，导通
n
型电极和
p
型电极；
[0011]其中，步骤一中蓝宝石单元内部带有有序排列的气孔，
[0012]或在步骤一至步骤六任一步骤中对蓝宝石单元内部进行刻蚀形成有序排列的气孔；
[0013]所述
p
型电极材料包括
Ni/Rh/Ni/Au
，厚度分别为2～
10nm、20
～
200nm、10
～
100nm、50
～
200nm。
其中，沉积顺序为
Ni、Rh、Ni、Au。
[0014]进一步地，在步骤六之后还包括将各个蓝宝石单元进行裂片
。
[0015]进一步地，步骤一中蓝宝石单元
、n
型
AlGaN
层
、
多量子阱有源区层
、p
型
AlGaN
层和
p
型
GaN
层的厚度分别为
100
～
500
μ
m、1
～3μ
m、100
～
500nm、10
～
100nm
和
10
～
500nm
；
[0016]步骤二中
n
型
AlGaN
层的肩部高度为
0.2
～
0.8
μ
m
，上凸起的底面为长为1～
100
μ
m、
宽为1～
100
μ
m
的长方形
。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中最初选用的蓝宝石衬底内部就带有有序排列的气孔
。
[0018]在本专利技术的另一些实施方式中，最初选用的蓝宝石衬底内部不带有有序排列的气孔，则可以在步骤一至步骤六任一步骤中对蓝宝石单元进行刻蚀使其内部生成带有有序排列的气孔
。
[0019]进一步地，所述气孔的间距和直径分别为4～6μ
m
和1～3μ
m。
[0020]进一步地，使用激光隐切设备对蓝宝石单元内部进行刻蚀形成有序排列的气孔；
[0021]激光参数：波长为
300
～
400nm
，功率为
0.1
～
0.6W
，重复率为
100kHz
，脉冲持续时间为
20ps
，聚焦高度
50
～
80
μ
m。
[0022]进一步地，步骤一中在带有有序排列的气孔蓝宝石单元生长外延层的另一面形成粗糙的表面，
[0023]或在步骤一至步骤六任一步骤中对蓝宝石单元内部进行刻蚀形成有序排列的气孔后，在带有有序排列的气孔蓝宝石单元生长外延层的另一面形成粗糙的表面
。
蓝宝石粗糙的表面会对激光造成散射，影响激光聚焦到蓝宝石内部，所以利用激光隐切设备对蓝宝石单元内部进行刻蚀形成有序排列的气孔的操作要在制备粗糙的表面之前
。
[0024]进一步地，在带有有序排列的气孔蓝宝石单元生长外延层的另一面形成粗糙的表面具体包括，
[0025]在带有有序排列的气孔蓝宝石单元生长外延层的另一面旋涂压印胶层，采用带有褶皱图案的聚二甲基硅氧烷
(PDMS)
印章进行压印并固化，获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种倒装
Micro
‑
LED
芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一
、
将蓝宝石衬底划分为若干相同蓝宝石单元，在每个蓝宝石单元表面生长外延层，所述外延层由下至上依次包括
n
型
AlGaN
层
、
多量子阱有源区层
、p
型
AlGaN
层和
p
型
GaN
层；步骤二
、
刻蚀
p
型
GaN
层，
p
型
AlGaN
层，多量子阱有源区层和
n
型
AlGaN
层，刻蚀后的
n
型
AlGaN
层为台面结构包括下底
、
肩部和上凸起，上凸起与刻蚀后的蚀
p
型
GaN
层
、p
型
AlGaN
层
、
多量子阱有源区层的底面积相同；步骤三
、
在刻蚀后的
n
型
AlGaN
层的肩部制备
n
型电极；步骤四
、
在刻蚀后的
p
型
GaN
层表面制备
p
型电极；步骤五
、
在刻蚀后的
n
型
AlGaN
层的肩部和刻蚀后的
p
型
GaN
层表面沉积二氧化硅绝缘层，随后对二氧化硅绝缘层进行刻蚀形成
n
型通孔和
p
型通孔，将
n
型电极和
p
型电极与外部打通；步骤六
、
在
n
型通孔和
p
型通孔中分别沉积
n
型焊盘和
p
型焊盘，导通
n
型电极和
p
型电极；其中，步骤一中蓝宝石单元内部带有有序排列的气孔，或在步骤一至步骤六任一步骤中对蓝宝石单元内部进行刻蚀形成有序排列的气孔；步骤一中在带有有序排列的气孔蓝宝石单元生长外延层的另一面形成粗糙的表面，或在步骤一至步骤六任一步骤中对蓝宝石单元内部进行刻蚀形成有序排列的气孔后，在带有有序排列的气孔蓝宝石单元生长外延层的另一面形成粗糙的表面所述
p
型电极材料包括
Ni/Rh/Ni/Au
，厚度分别为2～
10nm、20
～
200nm、10
～
100nm、50
～
200nm。2.
根据权利要求1所述的倒装
Micro
‑
LED
芯片的制备方法，其特征在于，所述气孔的间距和直径分别为4～6μ
m
和1～3μ
m。3.
根据权利要求1所述的倒装
Micro
‑
LED
芯片的制备方法，其特征在于，使用激光隐切设备对蓝宝石单元内部进行刻蚀形成有序排列的气孔；激光参数：波长为
300
～
400nm
，功率为
0.1
～
0.6W
，重复率为
100kHz
，脉冲持续时间为
20ps
，聚焦高度
50
...

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