[发明专利]一种垂直结构芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直结构芯片，其特征在于，所述垂直结构芯片由中心区域及位于所述中心区域四周的边缘区域构成，其中，

所述中心区域从下到上依次包括：目标衬底、第一P面金属层、P型GaN层、活性层、N型GaN层以及N电极；所述边缘区域从下到上依次包括：目标衬底、第二P面金属层、绝缘层、N型GaN层以及N电极；

绝缘层位于所述边缘区域中的N型GaN层和第二P面金属层之间、位于所述中心区域中的P型GaN层和活性层的侧壁、以及位于所述P型GaN层表面靠近所述边缘区域的边缘处；

所述第一P面金属层中包括粘结层、覆盖层、金属反射层；

所述第二P面金属层中包括粘结层和覆盖层，和/或所述第二P面金属层中还包括金属反射层。

2.如权利要求1所述的垂直结构芯片，其特征在于，所述垂直结构芯片中还包括位于所述边缘区域四周的沟槽区域，所述沟槽区域从下到上依次包括：目标衬底和第二P面金属层；

或，所述沟槽区域中还包括位于所述第二P面金属层表面的绝缘层。

3.如权利要求1或2所述的垂直结构芯片，其特征在于，

所述绝缘层的材料为SiO_xN_y、Ti_aO_b、高阻GaN以及Al₂O₃中的一种或多种；

和/或，

所述目标衬底为Cu、C、Si、SiC、Ge、Cu-W合金、Mo以及Cr中的一种或多种形成的导电衬底。

4.如权利要求1所述的垂直结构芯片，其特征在于，

所述覆盖层和粘结层的材料为Ti、Cu、W、Cr、Pt、Ni、In、Sn、Au中的一种或多种；

所述金属反射层的材料为Ni、Ag、Al、Cr、Pt中的一种或多种。

5.如权利要求1或2或4所述的垂直结构芯片，其特征在于，所述N电极为Ti、Al、Pt、Au、Cr中的一种或多种。

6.一种垂直结构芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法应用于如权利要求1-5任意一项所述的垂直结构芯片，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1在外延衬底上依次生长缓冲层、N型GaN层、活性层以及P型GaN层；

S2腐蚀所述芯片边缘区域的P型GaN层直至暴露所述N型GaN层，且在裸露出来的N型GaN层的表面以及腐蚀之后的活性层和P型GaN层的侧壁生长绝缘层；

S3在腐蚀剩下的P型GaN层表面或在腐蚀剩下的P型GaN层表面和绝缘层表面生长金属反射层，之后再在金属反射层和绝缘层表面依次生长覆盖层和粘结层；

S4将步骤S3中形成的结构通过所述粘结层与一目标衬底粘结，之后去除所述外延衬底和缓冲层，暴露所述N型GaN层；

S5腐蚀所述N型GaN层直至所述绝缘层，形成N面沟槽；

S6在所述N型GaN层表面制作N电极，完成所述垂直结构芯片的制备。

7.如权利要求6所述的垂直结构芯片的制备方法，其特征在于，

在步骤S1中，所述外延衬底为Si或Al₂O₃或SiC或GaN；

在步骤S2中具体包括：腐蚀所述芯片边缘区域的P型GaN层暴露所述N型GaN层之后继续腐蚀预设厚度的N型GaN层，且在裸露出来的N型GaN层的表面以及腐蚀之后的活性层和P型GaN层的侧壁生长绝缘层；所述预设厚度为0.1～1um。

8.如权利要求6或7所述的垂直结构芯片的制备方法，其特征在于，在步骤S4中具体包括：

采用共晶的方式将步骤S3中形成的结构转移到目标衬底上，所述覆盖层和粘结层的材料为Ni、In、Sn、Au中的一种，所述目标衬底为Cu、C、Si、SiC、Ge、Cu-W合金、Mo以及Cr中的一种或多种形成的导电金属衬底；

或，

采用电镀的方式将步骤S3中形成的结构转移到目标衬底上，所述覆盖层和粘结层的材料为Ti、Au、Cu、W、Cr、Pt中的一种或多种。

9.如权利要求6或7所述的垂直结构芯片的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，所述N面沟槽区域的宽度小于所述边缘区域的宽度。