【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體，具體涉及一種垂直結構led芯片及其制造方法。
技術介紹
1、相比于水平結構led芯片，垂直結構led芯片具有更好的耐大電流性能、散熱性能及抗靜電能力，因此被廣泛應用于高端照明及顯示領域。
2、目前，垂直結構led芯片的制造工藝復雜，制備難度較高。垂直結構led芯片的制造工藝包括：先在生長襯底的外延層上完成p-gan面的加工，然后再通過共晶鍵合以及襯底剝離的方式將芯片外延從生長襯底上轉移至支撐襯底，接著對轉移后的芯片外延進行n-gan面的加工，最后完成芯片分割，獲得多個垂直結構led芯片顆粒。
3、然而，在n-gan面的加工過程中涉及刻蝕、粗化等外延減薄工藝，容易過刻或過腐蝕導致p-gan面加工形成的孔道出現損傷，從而增加垂直結構led芯片的漏電風險。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，本專利技術提供了一種垂直結構led芯片及其制造方法，通過在n-gan層形成n孔保護結構，可以有效保護p-gan面加工形成的孔道，有利于降低垂直結構led芯片的漏電風險。
2、本專利技術提供了一種垂直結構led芯片的制造方法，所述制造方法包括外延生長、第一輪光刻加工、共晶鍵合、襯底剝離、第二輪光刻加工和芯片分割；其中，襯底剝離后獲得預處理結構，n-gan層顯露于所述預處理結構的表面；
3、所述第二輪光刻加工包括：刻蝕顯露出的所述n-gan層形成n孔保護結構；對形成所述n孔保護結構的n-gan層表面進行粗化處理。
4、具體的，所述外延生長包括：
5、s11、在生長襯底上形成外延層，所述外延層自下而上包括n-gan層、mqw層和p-gan層；
6、所述第一輪光刻加工包括：
7、s21、在所述外延層中成型多個間隔分布的第一孔道，所述第一孔道貫穿所述p-gan層和所述mqw層，且暴露出所述n-gan層；
8、s22、在所述外延層的預設區域上形成ito透明導電層，所述ito透明導電層避開所述第一孔道；
9、s23、沿所述第一孔道的表面形成絕緣鈍化層，所述絕緣鈍化層延伸包裹所述ito透明導電層的側壁；
10、s24、在所述ito透明導電層上形成銀反射層，所述銀反射層的兩側和所述絕緣鈍化層相接；
11、s25、在所述銀反射層上形成銀鏡保護層，所述銀鏡保護層延伸覆蓋所述銀反射層和所述絕緣鈍化層的相接之處；
12、所述銀鏡保護層在預設區域延伸形成p型金屬連接部，所述p型金屬連接部在豎直方向上的投影避開所述銀反射層和所述ito透明導電層；
13、s26、沿所述銀鏡保護層和所述絕緣鈍化層的表面形成絕緣保護層；
14、s27、刻蝕所述絕緣保護層和所述絕緣鈍化層形成多個第二孔道，任一所述第二孔道對應暴露出一個所述第一孔道底部的n-gan層；
15、所述共晶鍵合包括：
16、s31、在所述絕緣保護層上形成第一鍵合層，所述第一鍵合層填平所述第二孔道和所述第一孔道；
17、s32、在支撐襯底上形成第二鍵合層；
18、s33、將所述第一鍵合層和所述第二鍵合層進行鍵合處理，獲得鍵合晶圓片；
19、所述襯底剝離包括：
20、s41、通過激光剝離所述鍵合晶圓片的生長襯底，獲得所述預處理結構；
21、所述第二輪光刻加工包括：
22、s51、刻蝕顯露出的所述n-gan層形成多個間隔分布的n孔保護結構，所述n孔保護結構和所述第一孔道一一對應；
23、所述n孔保護結構朝著遠離所述支撐襯底的方向凸起，所述第一孔道在所述n-gan層的投影落在所述n孔保護結構的覆蓋范圍內；
24、s52、通過堿性溶液對形成所述n孔保護結構的n-gan層表面進行粗化處理；
25、s53、在預設的芯片結構邊緣區域刻蝕形成溝槽，所述溝槽從粗化后的n-gan層表面延伸到所述絕緣鈍化層的表面；
26、所述溝槽的內側為芯片主體結構，所述溝槽的外圍為擋墻結構；
27、所述溝槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第二凹槽的寬度比所述第一凹槽的寬度大，所述第二凹槽在垂直方向上的投影和所述p型金屬連接部重疊；
28、s54、刻蝕所述第二凹槽底部的絕緣鈍化層形成第三孔道，所述第三孔道暴露出所述p型金屬連接部；
29、s55、在所述第二凹槽和所述第三孔道中形成p型焊盤金屬層，所述p型焊盤金屬層與所述第二凹槽的內壁之間存在間隙；
30、s56、將所述支撐襯底遠離所述p型焊盤金屬層的一側研磨減薄；
31、s57、在所述支撐襯底研磨減薄后的一側形成n型焊盤金屬層，獲得成品晶圓片；
32、所述芯片分割包括：
33、s61、通過激光切割所述成品晶圓片，獲得多個垂直結構led芯片顆粒。
34、具體的，所述生長襯底為藍寶石襯底；
35、所述第一孔道的深度范圍為0.7～1.3μm；
36、所述ito透明導電層的厚度為
37、所述絕緣鈍化層由sio2單層、sinx單層或sio2/sinx復合膜層組成，所述絕緣鈍化層的厚度范圍為
38、所述銀反射層由銀底層和反射表層組成，所述銀底層的厚度范圍為所述反射表層的厚度范圍為
39、所述銀鏡保護層的材料包括cr、au、pt、ni、ti中的一種或多種，所述銀鏡保護層的厚度為
40、所述絕緣保護層由sio2單層、sinx單層或sio2/sinx復合膜層組成，所述絕緣保護層的厚度范圍為
41、所述第一鍵合層由第一cr底層和第一鍵合表層組成，所述第一cr底層的厚度范圍為所述第一鍵合層的總厚度范圍為
42、所述支撐襯底為硅基襯底，所述硅基襯底的電阻率低于0.005ω.cm，所述硅基襯底的厚度范圍為500～1000μm；
43、所述第二鍵合層由第二cr底層和第二鍵合表層組成，所述第二cr底層的厚度范圍為所述第二鍵合層的總厚度范圍為35000～
44、
45、所述n孔保護結構的凸起高度范圍為0.7～1.3μm；
46、將所述支撐襯底研磨減薄至150～200μm；
47、所述n型焊盤金屬層包括第一焊盤底層和第一焊盤表層，所述第一焊盤底層的材料為cr或ti，所述第一焊盤底層的厚度范圍為所述第一焊盤表層的材料為au，所述第一焊盤表層的厚度范圍為
48、具體的，步驟s22還包括：
49、通過真空快速退火爐對所述ito透明導電層進行退火處理，所述退火處理的溫度范圍為540～560℃，所述退火處理的時長范圍為8～12min。
50、具體的，步驟s23包括：
51、先沿著所述ito透明導電層和所述第一孔道的表面沉積形成絕緣鈍化層，再刻蝕去除所述ito透明導電層上的部分絕緣鈍化層，形成反射窗口。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括外延生長、第一輪光刻加工、共晶鍵合、襯底剝離、第二輪光刻加工和芯片分割；其中，襯底剝離后獲得預處理結構，N-GaN層顯露于所述預處理結構的表面；
2.如權利要求1所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，所述外延生長包括：
3.如權利要求2所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，所述生長襯底為藍寶石襯底；
4.如權利要求2所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，步驟S22還包括：
5.如權利要求2所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，步驟S23包括：
6.如權利要求5所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，步驟S24包括：
7.如權利要求3所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，所述硅基襯底在使用前依次經過異丙酮、丙酮、SPM溶液和BOE溶液清洗5～10min。
8.如權利要求2所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，在步驟S33中，所述鍵合處理的鍵合壓力控制在6000～800
9.如權利要求2所述的垂直結構LED芯片的制造方法，其特征在于，在步驟S52中，所述堿性溶液為KOH溶液，所述粗化處理的時長控制為5～8min，所述粗化處理的溫度控制為50～60℃。
10.一種垂直結構LED芯片，其特征在于，所述垂直結構LED芯片由權利要求1至9任一項所述的垂直結構LED芯片的制造方法制得。
...【技術特征摘要】
1.一種垂直結構led芯片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括外延生長、第一輪光刻加工、共晶鍵合、襯底剝離、第二輪光刻加工和芯片分割；其中，襯底剝離后獲得預處理結構，n-gan層顯露于所述預處理結構的表面；
2.如權利要求1所述的垂直結構led芯片的制造方法，其特征在于，所述外延生長包括：
3.如權利要求2所述的垂直結構led芯片的制造方法，其特征在于，所述生長襯底為藍寶石襯底；
4.如權利要求2所述的垂直結構led芯片的制造方法，其特征在于，步驟s22還包括：
5.如權利要求2所述的垂直結構led芯片的制造方法，其特征在于，步驟s23包括：
6.如權利要求5所述的垂直結構led芯片的制造方法，其特征在于，步驟s24包括：
7.如權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曠明勝，周鑫，范敏聰，陳慧秋，鄭洪仿，陳凱，
申請(專利權)人：佛山市國星半導體技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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