6]并且，利用盲划线在芯片周边形成柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域，在激光剥离工艺中来降低或消除剥离瞬间高压气体冲击效应，并在无效区域的氮化镓湿法腐蚀工艺中，因该柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域打开了更多的接触界面，增加了腐蚀液和氮化镓的接触面积从，而改善了腐蚀残留现象同时缩短了工艺时间。
[0027]3)利用光刻和物理气相沉积方法，在LED外延层11上依次制备得到欧姆接触层14、第一键合材料层15，在键合衬底20上制备得到第二键合材料层16;
[0028]4)将LED外延层11上的第一键合材料层15与键合衬底20上的第二键合材料层16键合在一起，然后利用激光剥离方法去除异质衬底10;
[0029]5)将剥离后的LED外延层11干法刻蚀至N-GaN表面，用湿法腐蚀工艺将柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域13和LED外延层11有效区域外氮化镓材料去除，最后在N-GaN表面利用物理气相或化学气相沉积方法制备一层完整的钝化保护层，其材料为氧化硅或氮化硅中的一种，利用光刻、湿法腐蚀在保护层中形成N电极接触区，采用物理气相沉积技术在该接触区完成N电极的制备，得到垂直结构LED芯片；其中干法蚀刻为反应离子刻蚀或者感应耦合等离子刻蚀。
[0030]实施例1:
[0031](I)首先在异质衬底11上利用外延方法制备氮化镓体系的LED外延材料层11，该外延层11包括缓冲层Buf f er layer、非故意掺杂层U-GaN，重掺杂N-GaN，多量子阱MQW，电子阻挡层EBL，重掺杂P-GaN，其厚度控制在5_6微米，该异质衬底包含但不限于蓝宝石、娃、碳化硅，或各类耐高温且带有与II1-N材料晶格相匹配的过渡层的支撑衬底，其优选方案为蓝宝石衬底，该外延层包含以GaN/AlN/InGaN/AlGaN/AlInGaN等材料体系组成的LED外延结构中的一种或几种，其优选方案为GaN/InGaN;
[0032](2)在该LED晶圆外延层11之上利用PECVD方式制备一层氧化硅或氮化硅材料保护层，利用等间距激光划片方式在氮化镓表面进行沟槽加工，其数量为大于等于2，将芯片区域切割划分完成，在芯片周边形成一层柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域，该柱状区域最外侧划线道的边缘与相近垂直芯片有效区域边缘的间距不小于十微米，然后使用酸溶液将剩余的保护层清洗去除；
[0033](3)采用物理气相沉积工艺制备反射镜层和P面欧姆接触层，同时在P面欧姆接触层和转移键合衬底20上制备相同金属键合材料层，利用晶圆键合设备，在设定的键合压力、键合温度及键合时间条件下，将氮化镓晶圆和键合衬底20牢固的压合在一起形成一体材料，再使用单点大面积或连续式激光剥离技术将异质衬底11分离移除，其优选方案是单点大面积剥离；
[0034](4)采用干法刻蚀设备将外延层11中的U-GaN层刻蚀去除，再用高温磷酸体系腐蚀液将该柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域以及芯片周边无效工作区域的外延层腐蚀干净；
[0035](5)利用光刻将电极图像制备在N表面，利用物理气相沉积工艺制备N电极207，最后利用晶圆切割加工方式，将整片晶圆分割成单晶粒，完成垂直结构LED芯片制备。
[0036]实施例2:
[0037]大体流程如同实施例1，其区别在于进行激光划线制备柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域时，采用多道不等间距激光加工，形成多层不等间距的柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区，层数为大于等于2，利用该不等间距区域，有效缓解剥离瞬间高压气体冲击，并为高温湿法腐蚀提供更多的接触界面，同时该柱状区域最外侧划线道的边缘与相近垂直芯片有效区域边缘的间距不小于十微米，随后其芯片制造流程与实施例1相同，最终完成垂直结构LED芯片制备。
[0038]本发明采用高温湿法腐蚀和特殊设计激光烧蚀工艺来实现单位区域的分割，最终完成垂直结构芯片加工，不仅改善了激光剥离瞬间高压气体冲击影响，同时降低了工艺复杂度、缩短的工艺周期，提高了产品良率，实现了高效率的垂直结构LED芯片加工目的，为制作大尺寸垂直结构LED芯片提供了良率高、周期短，且工艺可靠的利记博彩app。
【主权项】
1.一种垂直结构LED芯片制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在异质衬底(10)上利用外延生长方法获得具有LED结构的LED外延层(11); 2)在LED外延层(11)的上表面上利用激光加工出多道交错的沟槽(I2)，形成柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域(13); 3)在LED外延层(11)上依次制备得到欧姆接触层(14)、第一键合材料层(15)，在键合衬底(20)上制备得到第二键合材料层(16); 4)将LED外延层(11)上的第一键合材料层(15)与键合衬底(20)上的第二键合材料层(16)键合在一起，然后利用激光剥离方法去除异质衬底(10); 5)将剥离后的LED外延层(11)刻蚀至N-GaN表面，用湿法腐蚀工艺将柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域(13)和LED外延层(11)有效区域外氮化镓材料去除，最后完成钝化层和N电极制备，得到垂直结构LED芯片。2.根据权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片制备方法，其特征在于，异质衬底(10)采用蓝宝石、硅或者碳化硅材料制成；LED外延层(11)采用6&叭41叭11^&叭416&~或者Al InGaN材料制成。3.根据权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片制备方法，其特征在于，多道交错的沟槽数量大于等于2，采用不定位盲划或基于晶圆平边的定位划线，其包围形状为依照设计需要的规则或不规则垂直芯片图形轮廓，该多道交错的沟槽为等间距或不等间距分布，且其相互间距离为几微米至数十微米，沟槽划线深度至少达到或超过异质衬底(10)与LED外延层(11)的界面。4.根据权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片制备方法，其特征在于，柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域(13)内，在相邻垂直芯片之间的柱状包围数量大于等于I层，该柱状区域最外侧划线道的边缘与相近垂直芯片有效区域边缘的间距不小于十微米。5.根据权利要求书I所述的一种垂直结构LED芯片制备方法，其特征在于，利用光刻和物理气相沉积方法，在LED外延层(11)的工作区域制备得到欧姆接触层(14)和第一键合材料层(15)。6.根据权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片制备方法，其特征在于，将剥离后的LED外延层(11)干法刻蚀至N-GaN表面，干法蚀刻为反应离子刻蚀或者感应耦合等离子刻蚀。7.根据权利要求1所述的一种垂直结构LED芯片制备方法，其特征在于，步骤5)中，在N-GaN表面利用物理气相或化学气相沉积方法制备一层完整的钝化保护层，其材料为氧化硅或氮化硅中的一种，利用光刻、湿法腐蚀在保护层中形成N电极接触区，采用物理气相沉积技术在该接触区完成N电极的制备，得到垂直结构LED芯片。
【专利摘要】本发明公开了一种垂直结构LED芯片制备方法，包括以下步骤：1)在异质衬底上利用外延生长方法获得具有LED结构的LED外延层；2)在LED外延层的上表面上利用激光加工出多道交错的沟槽，形成柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域；3)在LED外延层上依次制备得到欧姆接触层、第一键合材料层，在键合衬底上制备得到第二键合材料层；4)将LED外延层上的第一键合材料层与键合衬底上的第二键合材料层键合在一起，然后利用激光剥离方法去除异质衬底；5)将剥离后的LED外延层刻蚀至N-GaN表面，用湿法腐蚀工艺将柱状包围氮化镓高压气体释放牺牲区域和LED外延层有效区域外氮化镓材料去除，最后完成钝化层和N电极制备，得到垂直结构LED芯片。
【IPC分类】H01L33/00
【公开号】CN105655452
【申请号】
【发明人】云峰, 郭茂峰
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月11日