[发明专利]一种垂直结构芯片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种垂直结构芯片及其制备方法，该垂直结构芯片由中心区域及位于中心区域四周的边缘区域构成。其中，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；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。绝缘层位于边缘区域中的N型GaN层和第二P面金属层之间、以及位于中心区域中的P型GaN层和活性层的侧壁。由于将P‑GaN和活性层的侧壁绝缘后隐藏于芯片内部，而不裸露于芯片侧面，因此，有效降低了LED芯片侧面上载流子的复合。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种垂直结构芯片及其制备方法。

背景技术

随着全球极端气候的频繁发生，照明领域也正进入一次大的变革。LED(LightEmitting Diode，发光二极管)作为第三代的固态照明技术，正被大家高度关注；但是随着技术的发展，成熟的现有工艺正面临着巨大的挑战。垂直结构芯片由于其工作时电流分布相对均匀，发光形貌符合朗伯分布模型，因此在大功率光源领域，尤其对光斑质量要求较高的领域有广泛的应用。

然而，垂直结构芯片的生产良率一直有待提高，影响良率的关键因素之一便是正反漏电，导致芯片漏电的因素很多，其中很大一部分来自N型区域(N电极和N型GaN层)、活性层、P型区域(P型GaN、P面金属层和目标衬底)之间在侧壁的直接或间接导通。为了解决这一现象的发生，传统的方法是在芯片制作完成后在芯片表面和侧面用SiO_xN_y等材料做钝化处理，这种处理方式依然无法完全避免侧壁漏电的出现，以及有可能带来遮挡出光等问题。

发明内容

针对以上问题，本发明旨在提供一种垂直结构芯片及其制备方法，该结构通过一层绝缘层将P-GaN(氮化镓)和活性层的侧壁隐藏于芯片内部，使其不裸露于芯片侧面，避免了LED芯片侧面上载流子的复合。

本发明提供的技术方案如下：

一种垂直结构芯片，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；

所述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、以及位于所述中心区域中的P型GaN层和活性层的侧壁。

在本技术方案中，这里我们将垂直结构芯片分成两个区域，位于芯片中间的中心区域和位于芯片四周的边缘区域，以上我们分别对两个区域的结构做出了描述，要说明的是，由芯片不同区域的结构不同，我们才做此划分，两个区域中除了结构不同的地方，其他区域都是相同的，如，目标衬底，两个区域中的目标衬底加起来即为整个芯片的目标衬底等。

进一步优选地，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。

进一步优选地，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。

在本技术方案中，芯片中除了包括上述的中心区域和边缘区域之外，还包括位于边缘区域四周的沟槽区域，且在该沟槽区域中可以包括绝缘层也可以不包括绝缘层。另外，要说明的是，这里绝缘层可以覆盖整个沟槽区域中第二P面金属层表面，也可以部分覆盖，比如说，绝缘层覆盖第二P面金属层表面的一半区域，且靠近N型GaN层一侧进行覆盖等，都能实现本技术方案中的目的。

进一步优选地，所述第一P面金属层中包括粘结层、覆盖层、金属反射层；