[发明专利]垂直LED芯片结构及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1)提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底上依次生长UID-GaN层、N-GaN层、多量子阱层以及P-GaN层；

2)在所述P-GaN层上形成P电极；

3)提供键合衬底，将所述键合衬底与步骤2)得到的结构键合在一起，且所述P电极的表面与所述键合衬底的表面紧密贴合；

4)剥离所述蓝宝石衬底；

5)去除所述UID-GaN层；

6)在对应于后续要形成台阶结构的区域的所述N-GaN层表面形成掩膜层，依据所述掩膜层，采用ICP刻蚀工艺去除部分位于切割道区域的GaN；

7)去除所述掩膜层，并采用湿法刻蚀工艺去除保留于切割道区域的GaN，同时形成台阶结构；

8)对所述N-GaN层表面进行表面粗化，形成粗化微结构；

9)在表面粗化后的所述N-GaN层表面制备N电极。

2.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤2)中，包括以下步骤：

2-1)在所述P-GaN层表面形成欧姆接触的ITO透明导电膜；

2-2)在所述ITO透明导电膜表面形成反射层，所述反射层包覆所述ITO透明导电膜；

2-3)在所述反射层表面形成金属键合层，所述金属键合层包覆所述反射层。

3.根据权利要求2所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤2-3)中，所述金属键合层的材料为惰性金属。

4.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述键合衬底包括Si衬底、W/Cu衬底及Mo/Cu衬底中的一种。

5.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤4)中，采用激光剥离工艺剥离所述蓝宝石衬底。

6.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤5)中，采用ICP刻蚀工艺去除所述UID-GaN层，所述ICP刻蚀法采用的刻蚀气体包括Cl₂及BCl₃的 一种或其混合气体。

7.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤6)中，所述掩膜层为SiO₂掩膜层。

8.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤7)中，形成的所述台阶结构的侧壁与键合衬底之间的夹角为50°～70°。

9.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤7)中，湿法腐蚀工艺中采用的腐蚀溶液为H₂SO₄与H₃PO₄的混合溶液。

10.根据权利要求1所述的垂直LED芯片结构的制备方法，其特征在于：步骤8)采用湿法腐蚀工艺对所述N-GaN层表面进行表面粗化，使所述N-GaN层表面形成金字塔形粗化微结构，所述湿法腐蚀工艺采用的腐蚀溶液包括KOH及H₃PO₄中的一种或其混合溶液。

11.一种垂直LED芯片结构，其特征在于，所述垂直LED芯片结构包括：键合衬底，依次层叠于所述键合衬底之上的P电极、P-GaN层、多量子阱层、及N-GaN层，以及位于所述N-GaN层表面的N电极；所述P-GaN层、所述多量子阱层及所述N-GaN层形成台阶结构，所述台阶结构的侧壁与所述键合衬底之间的夹角为50°～70°；所述N-GaN层表面形成有粗化微结构。

12.根据权利要求11所述的垂直LED芯片结构，其特征在于：所述键合衬底包括Si衬底、W/Cu衬底及Mo/Cu衬底中的一种。

13.根据权利要求11所述的垂直LED芯片结构，其特征在于：所述P电极包括ITO透明导电膜、反射层及金属键合层，所述金属键合层位于所述键合衬底表面，所述反射层位于所述金属键合层表面，所述ITO透明导电膜嵌入所述反射层内，且表面与P-GaN层形成欧姆接触。

14.根据权利要求13所述的垂直LED芯片结构，其特征在于：所述金属键合层的材料为惰性金属。

15.根据权利要求11所述的垂直LED芯片结构，其特征在于：所述粗化微结构为金字塔形粗化微结构。